Question

高中物理急问……

水平面上区域存在着一个场强为E=10^3N/C.高为50cm，足够宽的匀强电场。一个质量为0.1kg，电荷量为根号3乘10^-3C。带负电的小物体，在一长为20cm的细绳的牵引下，恰好能将绕着O点完成圆周运动，并且轨迹的最高点与电场上边缘相齐，当小物块运动速度最大时，恰好将绳拉断，同时撤离电场。求
1 绳承受的最大拉力
2 滑块被抛出后的离地的最大高度

Answer 1

F电场力=E*q=√3N;G=m*g=1N;tan(α)=√3/3；α=30°；

将电场和重力场合成为新的场并且带电物体在此场中收到恒力作用F合=2N;

由于题目中说刚好做圆周运动，所以在“最高点”新的场力提供向心力所以有：

m*v1^2/R=F合,所以有v1=2m/s;

当物体运动到“最低点”时由动能定理有：1/2*m*v2^2-1/2*m*v1^2=F合*2*R

所以有v2=√20m/s;在此点绳子受力最大为Fmax=F合+m*v2^2/R=12N;

此时绳子断掉，电场撤去，于是物体做斜抛运动；

此时最重要的是竖直方向的速度分量，V=v2*Sin(60°)=√15m/s;

由此可以计算出可以继续上升h=0.75m;加之抛出点的高度为H=20cm,

所以有最高高度为h+H=0.95m.