Question

如圖所示，空間存在著強度E=

4mg

q

方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為l的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質(zhì)量m、電荷量q的小球．現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運動最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂．求：
（1）小球運動最高點時的速度；
（2）細線能承受的最大拉力．

Answer 1

分析：根據(jù)動能定理求出小球運動到最高點的速度，通過徑向的合力提供向心力求出細線的最大拉力大�。�

解答：解：（1）設(shè)小球運動到最高點時速度為v，對該過程由動能定理有，
(qE-mg)L=

1

2

mv2   ①
得v=

4gL

．
（2）在最高點對小球由牛頓第二定律得，T+mg-qE=m

v2

L

②
解得，T=6mg．
答：（1）小球運動到最高點的速度為v=

4gL

．（2）細線能承受的最大拉力為6mg．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道圓周運動向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律和動能定理進行求解．