Question

（13分）如圖所示，空間存在著電場強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂，取。求：（1）小球的電性；

（2）細(xì)線能承受的最大拉力值；
（3）當(dāng)細(xì)線斷后，小球繼續(xù)運(yùn)動到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時(shí)，小球距離O點(diǎn)的高度以及小球的速度大小和方向。

Answer 1

解：（1）由小球運(yùn)動到最高點(diǎn)知，小球帶正電。                 （2分）
（2）設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v，由水平位置到最高點(diǎn)過程，動能定理：
                                     （2分）
在最高點(diǎn)處，對小球： 
∴           （2分）
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向向上的加速度：
                                 （1分）
小球在最高點(diǎn)的速度              （1分）
小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，水平位移為L時(shí)用時(shí)：
                                            （1分）
豎直位移為：                         （1分）
∴距離O點(diǎn)的高度：                  （1分）
小球的速度：                      （1分）
速度方向與水平成θ角：                        （1分）

 略