Question

如圖所示，空間存在著電場強度為E=2.5×10²N/C、方向豎直向上的勻強電場，一長為L=0.5m的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質量m=0.5kg、電荷量q= 4×10^－2C的小球。現將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，則小球能運動到最高點.不計阻力。取g=10m/s².求：
（1）小球的電性。
（2）細線在最高點受到的拉力。
（3）若小球剛好運動到最高點時細線斷裂，則細線斷裂后小球繼續運動到與O點水平方向距離為細線的長度L時，小球距O點的高度.

Answer 1

（1）由小球運動到最高點可知，小球帶正電             
（2）設小球運動到最高點時速度為v，對該過程由動能定理有，
                           ①   
在最高點對小球由牛頓第二定律得，  ②  
由①②式解得，T="15N                                     "
（3）小球在細線斷裂后，在豎直方向的加速度設為a，則③
設小球在水平方向運動L的過程中，歷時t，則  ④
設豎直方向上的位移為s，則              ⑤
由①③④⑤解得，s=0.125m                           
小球距O點高度為s+L="0.625m."                       

略