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,有一质量500g的带电小环

2025-05-16 03:47:55
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回答1:

(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=

F2+(mg)2
=
2
mg=ma
则加速度大小为 a=
2
g=10
2
m/s2,方向与水平成45°斜向右下方.
(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=
2
2
h=v0t
y轴方向做初速度为零的匀加速运动:y=
2
2
h=
1
2
at2
联立得:v0=x
a
2y
=
2
2
×
0.8×
10
2
2
2
×0.8
m/s=2m/s
答:
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小为10
2
m/s2,方向与水平成45°斜向右下方.
(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.