Question

【題目】如圖所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8 m．有一質量為500 g的帶電小環套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環離開桿后正好通過C端的正下方P點．(g取10 m/s2)求：

（1）小環離開直桿后運動的加速度大小和方向；

（2）小環在直桿上勻速運動時速度的大小；

（3）小環運動到P點的動能。

Answer 1

【答案】（1）14.1 m/s2方向與桿垂直斜向右下方 （2）2 m/s （3）5 J

【解析】（1）小環在直桿上做勻速運動，電場力必定水平向右，否則小環將做勻加速運動，其受力情況如圖所示：

由平衡條件得：，得：，離開直桿后，只受作用，則合力為，所以加速度為：，方向與桿垂直斜向右下方；

（2）設小環在直桿上運動的速度為，離桿后經t秒到達P點，

則豎直方向：

水平方向：

聯立解得：。

（3）由動能定理得：

可得：。