Question

长为L的绝缘细线下系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示，当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍，现将球拉至图中B处(θ=60°)，放开球让它摆动，问：
(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少？
(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少？

Answer 1

解：(1)球静止在A处经受力分析知受三个力作用：重力mg、静电力F和细线拉力F_拉，由受力平衡和库仑定律列式：
F_拉=F+mg

F_拉=2mg
三式联立解得：
(2)摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，列如下方程：

F_拉'-mg-F=
由(1)知静电力F=mg
解上述三个方程得：F_拉'=3mg