Question

（12分）如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α＝30°的角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E＝2×10⁴N/C.在细杆上套有一个带电量为q＝－1.73×10^－5C、质量为m＝3×10^－2kg的小球．现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点．已知AB间距离s₁＝0.4 m，g＝10 m/s².求：

(1)小球在B点的速度v_B .
(2)小球进入电场后滑行的最大距离s₂ .
(3)小球从A点滑至C点的时间是多少？

Answer 1

(1)2 m/s　(2)0.4 m　(3)0.8 s

试题分析：(1)小球在AB段滑动过程中，由机械能守恒
mgs₁sinα＝mv
可得v_B＝2 m/s.
(2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度
a₂＝＝－5 m/s²
小球进入电场后还能滑行到最远处C点，BC的距离为
s₂＝＝0.4m.
(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为v_AB＝ v_BC＝
小球从A到C的平均速度为
s₁＋s₂＝t＝t
可得t＝0.8 s.