Question

【題目】如圖所示,長為的輕質(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(chǎng)強(qiáng)為E的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),固定點(diǎn)O的正下方處有一小釘子P，現(xiàn)將小球從細(xì)線處于水平狀態(tài)由靜止釋放。求：

（1）細(xì)線在剛要接觸小釘子P和細(xì)線剛接觸到小釘子P時(shí)，細(xì)線的拉力之比為多少？

（2）若細(xì)線在剛接觸到小釘子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】（1）；（2）

【解析】

試題分析：（1）由機(jī)械能守恒，在P點(diǎn)的速度v，

細(xì)線剛要接觸P時(shí)，細(xì)線拉力為，由牛頓第二定律：，得

同理可得剛接觸到P點(diǎn)時(shí)，拉力，由牛頓第二定律：得

拉力之比為。

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

小球在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離為：

小球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的動(dòng)能由動(dòng)能定理得：

可解得：。