Question

【題目】如圖所示，長(zhǎng)為L的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定在O點(diǎn)，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)，繩與豎直方向的夾角θ=37°。此勻強(qiáng)電場(chǎng)的空間足夠大，且場(chǎng)強(qiáng)為E。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力。

(1)請(qǐng)判斷小球的電性，并求出所帶電荷量的大小q；

(2)如將小球拉到O點(diǎn)正右方C點(diǎn)（OC=L）后靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受細(xì)繩拉力的大小F；

(3)O點(diǎn)正下方B點(diǎn)固定著鋒利刀片，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩突然斷了。求小球從細(xì)繩斷開(kāi)到再次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的過(guò)程中重力對(duì)小球所做的功W。

Answer 1

【答案】(1)小球帶負(fù)電，；(2)；(3)

【解析】

(1)因?yàn)殡妶?chǎng)線(xiàn)水平向左，小球帶負(fù)電

Eq=mgtan

化簡(jiǎn)

(2)由動(dòng)能定理得

在B點(diǎn)受力分析得

聯(lián)立得

(3)在斷開(kāi)瞬間由上式得

小球水平方向先減速到0在方向加速，在水平方向

求小球從細(xì)繩斷開(kāi)到再次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的時(shí)間

豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)

重力對(duì)小球所做的功