题目内容
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：
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向。
(2)小环从C运动到P过程中的动能增量。
(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。
解析：(1)小环沿杆运动时受力分析可得
＝tan45°，所以qE＝mg
小环离开直杆后只受电场力和重力，
F合＝
＝
mg
由牛顿第二定律F合＝ma
得a＝g＝14.14 m/s2，方向垂直于杆斜
向右下方
(2)小环从C运动到P过程中电场力做功为零
所以动能增量等于重力做的功
ΔE＝W＝mgh＝4 J
(3)小环离开直杆后的运动可分解成水平和竖直两个分运动
水平：匀减速到零再反向加速运动，初、末水平分速度大小相等为vx＝v0cos45°
t＝
，ax＝
＝g
竖直：h＝vyt＋
gt2
vy＝v0sin45°
解得v0＝2 m/s
答案：(1)14.14 m/s2' 方向垂直于杆斜向右下方
(2)4 J '(3)2 m/s
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