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=0.8m．有一質量為500g的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離開桿后正好通過C端的正下方P點．（g取10m/s2）求：

（1）小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向；

（2）小環(huán)在直桿上勻速運動時速度的大小；

（3）小環(huán)運動到P點的動能．

Answer 1

【答案】（1）a≈14.1 m/s2．方向與桿垂直斜向右下方；（2）v0=2 m/s；（3）EkP =5 J

【解析】（1）小環(huán)在直桿上做勻速運動，電場力必定水平向右，否則小環(huán)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(huán)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(lián)立解得： 。

（3）由動能定理得：

可得： 。