题目内容

【题目】如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m.有一质量为500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑,小环离开杆后正好通过C端的正下方P点.(g10m/s2)求:

1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;

2)小环在直杆上匀速运动时速度的大小;

3)小环运动到P点的动能.

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

【解析】1)小环在直杆上做匀速运动,电场力必定水平向右,否则小环将做匀加速运动,其受力情况如图所示:

由平衡条件得: ,得: ,离开直杆后,只受作用,则合力为,所以加速度为: ,方向与杆垂直斜向右下方;

2)设小环在直杆上运动的速度为,离杆后经t秒到达P点,

则竖直方向:

水平方向:

联立解得:

3)由动能定理得:

可得:

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