Question

【題目】如圖在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方 h 高度的 P 點，固定電荷量為+Q 的點電荷，一質量為 m、帶電荷量為 q 的物塊（可視為質點），從軌道上的 A 點以初速度 v0 沿 軌道向右運動，當運動到 P 點正下方 B 點時速度為 v，已知點電荷產生的電場在 A 點的電勢為φ（取無窮遠處電勢為零），PA 連線與水平軌道的夾角為 60°,

小球始終未脫離水平直線軌道，重力加速度為 g，試求：

（1）物塊在 A 點時加速度

（2）點電荷+Q 產生的電場在 B 點的電勢。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）物塊在A點受重力、電場力、支持力，分解電場力，由牛頓第二定律得：

得：

（2）從A運動到P點正下方B點的過程中，由動能定理得：

又有：

UAB=φA-φB

解得：