Question

（14分）在一絕緣支架上，固定著一個帶正電的小球A，A又通過一長為10cm的絕緣細繩連著另一個帶負電的小球B，B的質量為0．1kg，電荷量為×10^－6C，如圖所示，將小球B緩緩拉離豎直位置，當繩與豎直方向的夾角為60°時，將其由靜止釋放，小球B將在豎直面內做圓周運動．已知釋放瞬間繩剛好張緊，但無張力． g取10m/s²．求

（1）小球A的帶電荷量；
（2）釋放瞬間小球B的加速度大小；
（3）小球B運動到最低點時繩的拉力．

Answer 1

5×10^-6C 5m/s²   1.5N

解析試題分析：（1）小球B剛釋放瞬間，速度為零，沿繩子方向上，小球受到的合力為零，
則mgcos60°=，
代入數值，求得q_A=5×10^-6C；
（2）小球所受合力方向與繩子垂直，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma，a＝gsinθ＝5m/s²；
（3）釋放后小球B做圓周運動，兩球的相對距離不變，庫侖力不做功，從釋放小球到小球到達最低點的過程中，由動能定理得：mg（L-Lcos60°）=mv²-0，小球在最低點，由牛頓第二定律得：F_T+-mg=，
解得：F_T=1.5N。
考點：本題考查庫侖定律、牛頓第二定律、動能定理。