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  • （2007?宝坻区一模）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=0.20kg，带有正电荷的金属小球悬挂在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使细线水平后由静止释放，求：（1）小球运动通过最低点C时的速度大小．（2）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小．（g取10m/s2，sin37°=O.60，cos37°=0.80）试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      （2007?宝坻区一模）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=0.20kg，带有正电荷的金属小球悬挂在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使细线水平后由静止释放，求：
      （1）小球运动通过最低点C时的速度大小．
      （2）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小．（g取10m/s      2，sin37°=O.60，cos37°=0.80）

      试题解答

      见解析
      解：（1）小球受到电场力qE、重力mg和绳的拉力作用处于静止，根据共点力平衡条件有：
      qE=mgtan37°=
      3
      4
      mg
      小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有：mgl-qEl=
      1
      2
      mv
      2
      c

      解得，小球通过C点时的速度      vc=
      √2(mg-qE)l/m
      =
      √2
      m/s
      （2）设小球在最低点时细线对小球的拉力为F      T，根据牛顿第二定律有：
      FT-mg=m
      v
      2
      c
      l

      解得：F      T=3N
      答：
      （1）小球运动通过最低点C时的速度大小是
      √2
      m/s．
      （2）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小是3N．
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