Question

如圖所示，一根長L=1.5m的絕緣細直桿MN，豎直固定在場強為E=1.0×10⁵N/C、與水平方向成θ=30°角的傾斜向上的勻強電場中。桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q= +4.5×10^－6C；另一帶電小來自www.xkb123.com球B穿在桿上滑動，帶電小球B與桿之間的動摩擦因數為μ=0.1，電荷量q= +1.0×10^－6C，質量m=1.0×10^－2kg�，F將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動。（靜電力常量k=9.0 ×10⁹N·m²/C²．取g=10m/s²）則：

（1）小球B開始運動時的加速度為多大?

（2）小球B的速度最大時，距M端的高度h₁為多大?

Answer 1

解：（1）開始運動時小球B受重力、庫侖力、電場力、桿的彈力和摩擦力，沿桿方向運動，由牛頓第二定律得

垂直于桿方向，二力平衡

               

解得

 

代入數據解得

a=2.3m/s² 

(2)小球B速度最大時合力為零，即

解得

代入數據解得

h₁=0.83m