Question

【題目】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°角的絕緣直桿AC，其下端（C端）距地面高度h=0.8m。有一質量500g的帶電小環套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環離桿后正好通過C端的正下方P點處。（g取l0m/s2）求：

（1）小環離開直桿后運動的加速度大小和方向。

（2）小環在直桿上勻速運動速度的大小v0。

Answer 1

【答案】（1） 垂直于桿斜向右下方

（2）

【解析】

試題分析：通過共點力平衡得出電場力的大小和方向，然后根據運動的合成與分解分析解題

（1）小環在直桿上做勻速運動，電場力必定水平向右，否則小環將做勻加速運動，其受力情況如圖所示．

由平衡條件得：…①，得：，

離開直桿后，只受作用，則合力為…②

所以加速度為：．方向與桿垂直斜向右下方．

（2）設小環在直桿上運動的速度為，離桿后經t秒到達P點，

則豎直方向：…③

水平方向：…④，

聯立解得：