2021年上海市高考物理电场复习题
7．如图，xoy直角坐标系构成一竖直平面，其第一、四象限范围内（含y轴）存在方向竖直向下、场强大小E＝4.5×103N/C的匀强电场。一个质量m＝1.0kg、带电量q＝﹣4×103C的小球（可视为质点），用长度l＝1.0m的不可伸长的绝缘轻绳悬挂在原点O处。
﹣
现将小球向左拉至坐标为（﹣0.6m，﹣0.8m）的A点处静止释放，绳始终未被拉断，g取10m/s2．求小球：
（1）从A点第一次运动到y轴处时的速度大小；
（2）第一次从y轴向右运动，经过与A点等高处位置的横坐标； （3）第一次离开电场前瞬间绳子受到的拉力大小。
【解答】解：（1）设从A点运动到O点时的速度为v0，A运动到O点过程，由机械能
2守恒定律得：mgh=2????0
1
解得：v0＝2m/s
（2）小球所受电场力为：F＝qE＝18N
????2
因F﹣mg＞0，小球做类平抛运动，第一次从O点向右运动到与A点等高处过程，竖
??直方向由牛顿第二定律得：qE﹣mg＝ma
2
由位移公式得：h=????1
1
2水平方向：x＝v0t1 解得：x=5m
（3）当线刚拉直时有：（v0t）2+（l?2????2）2＝l2
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√51
解得：t＝0.5s
此时有：x＝1m△y＝1m
即小球刚好在x轴处绳子拉直，沿绳方向的速度变为0，以垂直绳方向的速度为初速度继续做变速圆周运动， 有：vy＝at
2设小球运动到最高点速度为v，由动能定理得：（qE﹣mg）l=????2???????
1
212由牛顿第二定律得：T+mg﹣qE=????2
??
入数据解得：T＝40N
由牛顿第三定律知绳子受到的拉力为40N 答：（1）从A点运动到O点时速度大小为2m/s；
（2）第一次从O点向右运动，经过与A点等高处位置的横坐标为√55
m；（3）第一次离开电场前绳子受到的拉力大小为40N。 第 2 页 共 2 页
2021年上海市高考物理电场复习题(7)
