题目内容
【题目】如图所示，在水平向左的匀强电场中有一与水平面成60°角的光滑绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h＝0．8 m．有一质量为0．5 kg的带电小环套在杆上，正以某一速度v0沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好落在C端的正下方地面上P点处，ACP所在平面与电场E平行，g取10 m/s2，求：
（1）小环带何种电荷及它受到的电场力的大小；
（2）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；
（3）小环在直杆上匀速运动速度v0的大小．
【答案】（1）负电 5
N （2）20 m/s2，方向与杆垂直斜向右下方；（3）2
m/s
【解析】（1）由小环在直杆上的受力情况知：小环带负电
由平衡条件可知：mgsin 60°＝F电cos 60°
得：F电＝mg＝5 N
（2）离开直杆后，只受mg、F电作用，合力F方向与杆垂直斜向右下方：
则
a＝2g＝20 m/s2 ，方向与杆垂直斜向右下方
（3）建立以初速度方向为x轴正方向，以加速度方向为y轴正方向的直角坐标系，则小环离开直杆后做类平抛运动，则：
hsin 60°＝v0t
hcos 60°＝
at2
可得：v0＝2
m/s
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