Question

【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＝0.8 m。有一质量为500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。（g取10 m/s2）求：小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。

Answer 1

【答案】2 m/s

【解析】

如图所示建立坐标x、y轴：

因带电小环匀速下滑，加之电场强度水平向左，所以小环带负电．由几何关系可知，小环所受电场力与重力大小相等．则小环离开直杆后所受的合外力大小为：

由牛顿第二定律可得：

可得

方向垂直于杆向下；

小环离开杆做类平抛运动．垂直于杆方向做匀加速运动有：

平行于杆方向做匀速运动有：

联立各式带入数据解得：v0=2m/s

答：小环在直杆上匀速运动速度的大小v0=2m/s.