Question

（12分）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l0m/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。

 

Answer 1

【答案】

(1)  方向：垂直于杆向下  （2）    （3）v₀=2m/s

【解析】(1)  方向：垂直于杆向下  （2）    （3）v₀=2m/s

(1) 由  解得：  方向：垂直于杆向下

（2）分析小环从C运动到P的过程，由动能定律：

即得：

（3）小环离开杆做类平抛运动：

平行于杆方向做匀速直线运动：

垂直于杆方向做匀加速直线运动：

联立解得：v₀=2m/s

本题考查牛顿第二定律和动能定理的应用，由小球在运动过程中，由重力和电场力沿斜面向下的分力提供加速度，受力分析后建立直角坐标系，把力分解后可求得加速度大小，分析小环从C运动到P的过程，由动能定理可求得动能增量大小，小环离开杆以后做类平抛运动，平行于杆的方向做匀速运动，垂直于杆方向做匀加速直线运动，类比平抛运动规律可求得初速度大小