题目

题型：专项题难度：来源：

如图所示，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＝0.8m。有一质量为500g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10m/s²)求：
(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。

答案

解：（1）小环沿AC杆匀速下滑，受力分析如图所示

小环共受3个力，由图可知qE＝mg
小环离开直杆后，只受重力和电场力，F_合＝mg＝ma
a＝g＝10m/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
△E_k＝W_重＋W_电
其中W_重＝mgh＝4J，W_电＝0，所以△E_k＝4J
（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＝2m/s