问题
问答题
如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度为L=0.40m的绝缘细线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°.现将小球拉至位置A使细线水平伸直由静止释放,求:
(1)电场力
(2)小球运动通过最低点C时的速度大小
(3)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.

答案
(1)小球在B点处于静止状态,对小球进行受力分析,根据平衡条件得:
F=mgtanθ
解得:F=0.75N,方向水平向右
(2)对小球从A点运动到C点的过程中运用动能定理得:
mgL-FL=
m1 2 v 2c
解得:Vc=1.4m/s
(3)在C点,小球受重力和细线的合力提供向心力,根据向心力公式得:
T-mg=m v 2c L
解得:T=1.5N
答:(1)电场力的大小为0.75N,方向水平向右;
(2)小球运动通过最低点C时的速度大小为1.4m/s;
(3)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为1.5N.