Question

一长为L且不可伸长的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电量为q的小球，处于匀强电场中，开始时，将线在水平位置拉直，小球静止在A点，如图所示。释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到B点时速度恰好为零。

(1)求匀强电场的场强大小；

(2)求小球速度最大时的位置及最大速度的大小。

Answer

(1) (2) 球与O点的连线与水平成，

【解析】

试题分析：

(1)由题意可得小球带正电

小球由A运动至B过程中，由动能定理得mgLsinθ-qEL(1-cosθ)=0

解得：

(2)当小球到达C点时，小球速度最大，C点即为平衡位置，如图所示

在此位置满足

则

小球从A至C由动能定理可得

解得：

考点：动能定理

【名师点睛】动能定理的适用条件及解题步骤。

①适用条件：动能定理虽然是在物体受恒力作用，沿直线做匀加速直线运动的情况下推导出来的，但是对于外力是变力或物体做曲线运动，动能定理都成立。尤其对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。

②应用动能定理的解题步骤；

ⅰ确定研究对象通常是单个物体；

ⅱ明确运动过程，可以是运动的某段过程，也可以是运动的整个过程；

ⅲ分析受力情况及各力做功情况；

ⅳ找准对应过程的始末动能；

ⅴ依据动能定理列式求解。