Question

（13分）如圖所示，空間存在著電場強度、方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點，另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運動到最高點時細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂，取。求：（1）小球的電性；

（2）細(xì)線能承受的最大拉力值；
（3）當(dāng)細(xì)線斷后，小球繼續(xù)運動到與O點水平方向的距離為L時，小球距離O點的高度以及小球的速度大小和方向。

Answer 1

解：（1）由小球運動到最高點知，小球帶正電。                 （2分）
（2）設(shè)小球在最高點的速度為v，由水平位置到最高點過程，動能定理：
                                     （2分）
在最高點處，對小球： 
∴           （2分）
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向向上的加速度：
                                 （1分）
小球在最高點的速度              （1分）
小球在水平方向做勻速直線運動，水平位移為L時用時：
                                            （1分）
豎直位移為：                         （1分）
∴距離O點的高度：                  （1分）
小球的速度：                      （1分）
速度方向與水平成θ角：                        （1分）

解析