Question

【題目】如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一與水平面成60°角的光滑絕緣直桿AC，其下端（C端）距地面高度h＝0．8 m．有一質(zhì)量為0．5 kg的帶電小環(huán)套在桿上，正以某一速度v0沿桿勻速下滑，小環(huán)離開(kāi)桿后正好落在C端的正下方地面上P點(diǎn)處，ACP所在平面與電場(chǎng)E平行，g取10 m/s2，求：

（1）小環(huán)帶何種電荷及它受到的電場(chǎng)力的大小；

（2）小環(huán)離開(kāi)直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向；

（3）小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度v0的大小．

Answer 1

【答案】（1）負(fù)電 5N （2）20 m/s2，方向與桿垂直斜向右下方；（3）2m/s

【解析】試題分析： （1）由小環(huán)在直桿上的受力情況知：小環(huán)帶負(fù)電

由平衡條件可知：mgsin 60°＝F電cos 60°

得：F電＝mg＝5N

（2）離開(kāi)直桿后，只受mg、F電作用，合力F方向與桿垂直斜向右下方：

則

a＝2g＝20 m/s2，方向與桿垂直斜向右下方

（3）建立以初速度方向?yàn)?/span>x軸正方向，以加速度方向?yàn)?/span>y軸正方向的直角坐標(biāo)系，則小環(huán)離開(kāi)直桿后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則：

hsin 60°＝v0t

hcos 60°＝at2

可得：v0＝2m/s