Question

【题目】如图，M、N、P为直角三角形的三个顶点，，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，MN是长为a的光滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球可视为点电荷，小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随位置取M点处的变化图象如图所示，取，

图中表示电势能随位置变化的是哪条图线？

求势能为时的横坐标和带电小球的质量m；

已知在处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q；

求小球运动到M点时的速度.

Answer 1

【答案】（1）图B.中的图线Ⅱ（2）0.32a（3）（4）

【解析】

试题（1）正点电荷Q的电势分布规律是离它近电势高，带正电的小球的电势能E=qφ，它从N点到M点的电势能先增大后减小，故是图B.中的图线Ⅱ。

（2）x1＝acos 37°··cos 37°＝0.32a

x1处重力势能E1＝mgx1sin 37°

m＝＝＝

（3）k＝mgcos 37°，其中r＝x1tg37°＝0.24a

带入数据，得q＝

（4）根据动能定理，mga sin 37°＋E2- E0＝mv2

带入数据，得v＝