【題目】如圖所示,一根光滑絕緣細桿與水平面成α30°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E2×104 N/C.在細桿上套有一個帶電荷量為q=-×10-5 C、質量為m3×10-2 kg的小球.現(xiàn)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.已知AB間距離x10.4 m,取g10 m/s2.求:

1)小球在B點的速度vB的大小;

2)小球進入電場后滑行的最大距離x2

3)試畫出小球從A點運動到C點過程的vt圖像.

【答案】12 m/s20.4 m3

【解析】

1)小球在AB段滑動過程中,由機械能守恒得:

mgx1sin αmvB2

可得

vB2 m/s.

2)小球進入勻強電場后,在電場力和重力的作用下做勻減速運動,由牛頓第二定律得:

|q|Ecos αmgsin αma2

a25 m/s2

小球進入電場后還能滑行到最遠處C點,

vB22a2x2

得:

x20.4 m.

3)小球從AB和從BC的兩段位移的平均速度分別為

vAB

vBC,

x1x2t

可得

t0.8 s

vt圖像如圖所示,

練習冊系列答案
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(1)求小物塊運動至B點時的速度;

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