Question

【題目】如圖所示，長為l的輕質(zhì)細(xì)線固定在O點(diǎn)，細(xì)線的下端系住質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，小球的最低點(diǎn)距離水平面的高度為h，在小球最低點(diǎn)與水平面之間高為h的空間內(nèi)分布著場強(qiáng)為E的水平向右的勻強(qiáng)電場．固定點(diǎn)O的正下方l/2處有一小障礙物P，現(xiàn)將小球從細(xì)線處于水平狀態(tài)由靜止釋放．

(1)細(xì)線在剛要接觸障礙物P時(shí)，小球?qū)��?xì)線的拉力為多少？

(2)若細(xì)線在剛好接觸障礙物P時(shí)斷開，小球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的動(dòng)能為多大？

Answer 1

【答案】（2）3mg （2）mgh＋mgl＋＋2qE

【解析】(1)由機(jī)械能守恒定律得，

細(xì)線在剛要接觸障礙物P時(shí)，設(shè)細(xì)線的拉力為，由牛頓第二定律得 ，

代入整理可以得到：

再根據(jù)牛頓第三定律可得，小球?qū)��?xì)線的拉力，方向沿細(xì)繩豎直向上。

(2)細(xì)線斷開后小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間

小球在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的距離

小球運(yùn)動(dòng)到水平面的過程由動(dòng)能定理得

可得到： 。