Question

如圖所示，將一個質量為m=0.2kg、電荷量為q=－7.5×10^－5C的小球固定在輕繩的一端，繩的另一端固定在O點．小球的大小忽略不計．繩和小球置于勻強電場之中，電場的方向如圖所示．當小球靜止時，繩與豎直方向的夾角為θ=37°．（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）求該電場的場強E的大��；
（2）若將小球拉至水平位置OA，在此處將小球自由釋放，求小球擺動到豎直位置時，小球對繩的拉力大�。�

Answer 1

（12分）答案：（1）E=2×10⁴N/C；（2）T=3N．解析：（1）（5分）對小球受力分析可知，當小球靜止時，Eq=mgtanθ ①……（2分）∴ E= ②…………………………………………………………………（2分）代入數(shù)據(jù)解得：E=2×10⁴N/C ③……………………（1分）（2）（7分）設輕繩的長度為L，小球擺動到豎直位置時的速度大小為v，繩對小球的拉力大小為T．小球由水平位置運動到豎直位置過程中，由動能定理：mgL－EqL= ④………………………………………（2分）在最低點，由牛頓第二定律：T－mg= ⑤…………（2分）T=3mg－2Eq ⑥代入數(shù)據(jù)解得：繩對小球的拉力大小T=3N…………………（2分）由牛頓第三定律，小球對繩的拉力大小T'=3N………………（1分）