题目

如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2 ×104N/C。在细杆上套有一个带负电的小球，带电量为q=1×10-5C、质量为m=3×10-2kg。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点。已知AB间距离x1=0.4m，g=10m/s2。求： （1） 小球通过B点时的速度大小VB； （2） 小球进入电场后滑行的最大距离x2； （3） 试画出小球从A点运动到C点过程中的v-t图像。 答案： 解：对小球，AB过程，根据牛顿第二定律可得 mgsinα=ma1 ，初速度为零，由位移速度公式可得 vB2=2a1x1 ，联立解得 vB=2m/s ； 解：对小球，BC过程，根据牛顿第二定律： qEcosα−mgsinα=ma2 ，初速度为 vB ，末速度为零，故根据位移速度公式可得 vB2=2a2x2 ，联立解得 x2=0.4m 解：小球在AB段做初速度为零，末速度为2m/s的匀加速直线运动，经历时间为 t1=vBa1=0.4s ，在BC段做初速度为2m/s，末速度为零的匀减速直线运动，经历的时间为 t2=vBa2=0.4s ，即在0.8s末速度为零，v-t图像如图所示：

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