如圖所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝0...

問題詳情：

如圖所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8 m。有一質量為500 g的帶電小環套在直杆上，正以某一速度沿杆勻速下滑，小環離杆後正好通過C端的正下方P點處。(g取10 m/s2)求：

(1)小環離開直杆後運動的加速度大小和方向。

(2)小環從C運動到P過程中的動能增量。

(3)小環在直杆上勻速運動速度的大小v0。

【回答】

解析：(1)小環沿杆運動時受力分析可得

＝tan45°，所以qE＝mg

小環離開直杆後只受電場力和重力，

F合＝＝mg

由牛頓第二定律F合＝ma

得a＝g＝14.14 m/s2，方向垂直於杆斜向右下方

(2)小環從C運動到P過程中電場力做功為零

所以動能增量等於重力做的功

ΔE＝W＝mgh＝4 J

(3)小環離開直杆後的運動可分解成水平和豎直兩個分運動

水平：勻減速到零再反向加速運動，初、末水平分速度大小相等為vx＝v0cos45°

t＝，ax＝＝g

豎直：h＝vyt＋gt2

vy＝v0sin45°

解得v0＝2 m/s

*：(1)14.14 m/s2' 方向垂直於杆斜向右下方

(2)4 J '(3)2 m/s

知識點：動能和動能定律

題型：計算題