题目内容
【题目】如图a所示,倾角30°的光滑固定斜杆底端固定一电荷量为
的正点电荷，将一可视为点电荷的带正电的小球，从斜杆的底端
但与Q未接触
由静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移
该位移沿杆方向的变化图象如图b所示，其中线1为重力势能随位移变化的图象，线2为动能随位移变化的图象。
,静电力恒量
，不计空气阻力则
（1）描述小球向上运动过程中速度的变化情况；
（2）求小球的质量m和电荷量q；
（3）斜杆底端至小球速度最大处由正点电荷Q形成的电场的电势差U。
【答案】（1）小球的速度先增大，后减小；（2）4kg；
；（3）
【解析】
（1）由图线2得知，小球的速度先增大，后减小；
（2）由线1可得
；
斜率
，
所以
当达到最大速度时带电小球受力平衡
由线2可得
,
得到：
；
（3）由线2可得，当带电小球运动至1m处动能最大为27J。
根据动能定理
即有
代入数据得
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