题目内容
【题目】如图所示,一根长为2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其A、B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103 V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,重G=10-3 N,电荷量q=2×10-6 C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,求小球从B点射出时的速度是多少?(取g=10 m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】2m/s.
【解析】
试题分析:以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.根据平衡条件得到,
管子对小球的压力N=(qE-mg)cos37°=(2×10-6×103-10-4×10)×0.8N=8×10-4N
小球运动过程中所受的摩擦力的大小f=μN=0.5×8×10-4N=4×10-4N
小球从A到B的过程中,根据动能定理得(F-mg)Lsin37°-fL=mv2
代入解得,小球从B点射出时的速度v=2m/s.
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