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=0.8m.有一质量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点处.(g取10m/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速度的大小v0.

(3)小环运动到P点动能.

 

【答案】

 (1)14.1m/s2 垂直于杆斜向右下方 (2)2m/s (3)5J

【解析】 (1)小环在直杆上的受力情况如图所示

由平衡条件得:

mgsin45°=Eqcos45°,

得mg=Eq,

离开直杆后,只受mg、Eq作用,则

F合=mg=ma,

a=g=10m/s2=14.1m/s2

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v0,离杆后经t秒到P点,则竖直方向:

h=v0sin45°·t+gt2,

水平方向:v0cos45°·t- t2=0

解得:v0==2m/s

(3)由动能定理得:EkP-mv=mgh

可得:EkP=mv+mgh=5J.

 

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