Question

如圖所示，一帶電小球質(zhì)量m=1kg，用長(zhǎng)度L=1m絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，靜止時(shí)懸線與豎直方向成θ=53°，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，取重力加速度g=10m/s²．
（1）求小球所受的電場(chǎng)力的大小F；
（2）若僅將電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然減小為原來(lái)的

1

3

，求小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小υ和細(xì)線對(duì)小球的拉力大小T．

Answer 1

分析：（1）小球靜止，由平衡條件可以求出電場(chǎng)力；
（2）由動(dòng)能定理求出小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度，由牛頓第二定律可以求出細(xì)線對(duì)小球的拉力．

解答：解：（1）小球靜止，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件可得，電場(chǎng)力F=mgtan53°=

4

3

mg≈13.3N；
（2）小球從靜止到擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，
由動(dòng)能定理得：mgL（1-cos53°）-

F

3

Lsin53°=

1

2

mv²-0，解得：v=2m/s；
在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：T-mg=m

v2

L

，
解得：T=14N；
答：（1）小球所受的電場(chǎng)力的大小為13.3N；
（2）若僅將電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然減小為原來(lái)的

1

3

，求小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小υ和細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為14N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了求細(xì)線的拉力，應(yīng)用平衡條件、動(dòng)能定理、牛頓第二定律即可正確解題．