如图,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ab,其下端(b端)距地面高度h=0.8m.一质量为1kg的带电小环套在直杆上,正以某速度沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过b端的正下方c点处.(取b点为零势能点,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)小环在直杆上运动时的动能; (3)小环从b到c运动过程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图,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ab,其下端(b端)距地面高度h=0.8m。一质量为1kg的带电小环套在直杆上,正以某速度沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过b端的正下方c点处。(取b点为零势能点,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)小环在直杆上运动时的动能;

(3)小环从b到c运动过程中的机械能最小值。

【解析】(1)由题意知小环带负电;

小环沿ab杆匀速下滑,小环共受3个力,可知qE=mg,　(2分)

小环离开直杆后,只受重力和电场力,

F_合=mg=ma,a=g=10m/s²,　(2分)

方向垂直于杆向下。　(1分)

(2)小环离开杆做类平抛运动:

平行于杆的方向做匀速运动:

h=vt　(2分)

垂直于杆的方向做匀加速直线运动:h=at²　(2分)

又因为:E_k=mv²　(2分)

解得:E_k=2J(1分)

(3)根据能量守恒,机械能最小值E=E_k-E_p(2分)

电势能:E_p=m　(2分)

v₁=vcos45°(1分)

解得E=1J(1分)

答案:(1)10m/s²　垂直于杆向下　(2)2J　(3)1J

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　(　　)