(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,电场力方向水平向右,故小环带负电.
由图可知,根据平衡条件得知,电场力 F=qE=mg
圆环离开直杆后,只受重力和电场力,
F合=
=
F2+(mg)2
mg=ma
2
则加速度大小为 a=
g=10
2
m/s2,方向与水平成45°斜向右下方.
2
(2)小环从C运动到P点过程中,由动能定理得:
动能的增量△Ek=mgh=0.5×10×0.8J=4J
(3)环离开杆做类平抛运动,如图所示建立坐标x、y轴:
x轴方向做匀速运动:x=
h=v0t
2
2
y轴方向做初速度为零的匀加速运动:y=
h=
2
2
at21 2
联立得:v0=x
=
a 2y
×0.8×
2
2
m/s=2m/s
10
2
2×
×0.8
2
2
答:
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小为10
m/s2,方向与水平成45°斜向右下方.
2
(2)小环从C运动到P点过程中动能的增量是4J;
(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0是2m/s.