Question

【题目】如图，空间存在水平方向的匀强电场E=2.0×104N/C，在A处有一个质量为0.3kg的质点，所带的电荷量为q=+2.0×10-4C，用一长为L=600cm的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接。AO与电场线平行处于水平状态，取g=10m/s2.现让该质点在A处由静止释放，求：

（1）释放瞬间质点的加速度；

（2）从释放到第一次到达O点正下方过程中质点机械能的变化量；

（3）质点第一次到达O点正下方时的速度大小v。

Answer 1

【答案】（1），方向与水平方向成角斜向下（2）增加24J（3）

【解析】

(1)在释放的瞬间对质点受力分析，质点受水平向左的电场力 ，竖直向下的重力作用。故合力为：

代入数据解得F=5N，方向与水平方向成斜向左下方.

根据牛顿第二定律可知：

代入数据解得：，方向沿水平方向成斜向左下方

(2)质点从释放到运动到O点正下方的过程中一直做直线运动，其中电场力做正功，电势能减少。根据能量守恒，减少的电势能转化成增加的机械能。故此过程机械能增加量：

(3)由释放到第一次到达O点的过程对质点应用动能定理可得：

代入数据联立解得

答：(1)释放瞬间的加速度为，方向与水平方向成370角斜向下

(2)机械能增加24J

(3)到O点正下方的速度为