Question

如图12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：

图12

(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。

Answer 1

解析：(1)结合题意分析知：

qE＝mg

F_合＝mg＝ma

a＝g＝10 m/s²，

方向垂直于杆向下。

(2)设小环从C运动到P的过程中动能的增量为

ΔE_k＝W_重＋W_电

其中W_重＝mgh＝4 J，W_电＝0，所以ΔE_k＝4 J。

(3)环离开杆做类平抛运动，

平行杆方向匀速运动：

h＝v₀t

垂直杆方向匀加速运动：

h＝at²

解得v₀＝2 m/s。

答案：(1)10 m/s²　垂直于杆向下

(2)4 J　(3)2 m/s