如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,x轴水平,y轴竖直,在第二象限有沿x轴负方向的匀强电场,其电场强度的大小为E,一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0,2L)点,另一端系一带正电的小球(视为质点),电荷量为q=4mg3E(m为小球质量,g为重力加速度),开始时绳刚好水平拉直,现将小球静止释放。
(1)求小球从第一象限通过y轴时的速度大小;
(2)若小球运动到y轴时轻绳断裂,小球能到达x轴上的B点(未画出),求B点的位置坐标;
(3)若轻绳没有断裂,小球能通过y轴继续运动,当速度最大时,绳中的拉力恰好达到绳子所能承受的最大拉力,求轻绳能承受的最大拉力。
q
=
4
mg
3
E
【答案】(1)小球从第一象限通过y轴时的速度大小为;
(2)小球能到达x轴上的B点的位置坐标为;
(3)轻绳能承受的最大拉力为5mg。
2
g
L
(2)小球能到达x轴上的B点的位置坐标为
(
-
10
3
L
,
0
)
(3)轻绳能承受的最大拉力为5mg。
【解答】
【点评】
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