Question

2．如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的小球，帶電量為q=9×10^-2C，用絕緣細(xì)線懸掛于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)E=100V/m．小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，距地面高h(yuǎn)=2m，已知g=10m/s²．
求：
（1）小球靜止時(shí)所受細(xì)線的拉力大�。�
（2）將細(xì)線剪斷后，小球經(jīng)多長時(shí)間落地；
（3）小球落地前瞬間的動(dòng)能是多少．

Answer 1

分析 （1）小球處于平衡狀態(tài)，受力平衡，對(duì)小球受力分析（2）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)即可求解（3）有動(dòng)能定理求解．

解答 解：（1）對(duì)小球受力分析，得   F=mg+qE=19N  
（2）細(xì)線剪斷后，由牛頓第二定律，得
mg+qE=ma 
a=$\frac{mg+qE}{m}$=19m/s² 
h=$\frac{1}{2}$at²  
t=$\sqrt{\frac{2h}{a}}$=$\frac{2\sqrt{19}}{19}$s  
（3）由動(dòng)能定理
mgh+qEh=E_k
E_k=38J  
答：：（1）小球靜止時(shí)所受細(xì)線的拉力大小19N；
（2）將細(xì)線剪斷后，小球經(jīng)$\frac{2\sqrt{19}}{19}$s時(shí)間落地；
（3）小球落地前瞬間的動(dòng)能是38J

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵是正確對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解，難度不大，屬于基礎(chǔ)題