Question

【題目】如圖所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC，其下端（C端）距地面高度h＝0.8 m。有一質量為500 g的帶電小環套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑。小環離桿后正好通過C端的正下方P點處。（g取10 m/s2）求：小環在直桿上勻速運動速度的大小v0。

Answer 1

【答案】2 m/s

【解析】

如圖所示建立坐標x、y軸：

因帶電小環勻速下滑，加之電場強度水平向左，所以小環帶負電．由幾何關系可知，小環所受電場力與重力大小相等．則小環離開直桿后所受的合外力大小為：

由牛頓第二定律可得：

可得

方向垂直于桿向下；

小環離開桿做類平拋運動．垂直于桿方向做勻加速運動有：

平行于桿方向做勻速運動有：

聯立各式帶入數據解得：v0=2m/s

答：小環在直桿上勻速運動速度的大小v0=2m/s.