Question

【題目】如圖所示，一根光滑絕緣細桿與水平面成α＝30°的角傾斜固定．細桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中，場強E＝2×104 N/C.在細桿上套有一個帶電量為q＝－1.73×10－5 C、質量為m＝3×10－2 kg的小球．現使小球從細桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進入電場，小球在電場中滑至最遠處的C點．已知AB間距離x1＝0.4 m，g＝10 m/s2.求：

(1)小球在B點的速度vB；

(2)小球進入電場后滑行的最大距離x2；

Answer 1

【答案】(1)2m/s（2）0.4m

【解析】

(1)小球在AB段運動的過程中，機械能守恒，結合機械能守恒定律求出小球在B點的速度大小；

(2)根據牛頓第二定律求出小球進入電場后的加速度大小，結合速度位移公式求出小球進入電場后滑行的最大距離。

(1) 小球在AB段滑動過程中，由機械能守恒

代入數據解得vB=2m/s；

(2) 小球進入勻強電場后，在電場力和重力的作用下，由牛頓第二定律可得加速度：

小球進入電場后還能滑行到最遠處C點，BC的距離為：

。