Question

【題目】如圖所示，一根光滑絕緣細桿與水平面成α＝30°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E＝2×104N/C．在細桿上套有一個帶負電的小球，帶電量為q＝1×10﹣5C、質量為m＝3×10﹣2kg．現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點。已知AB間距離x1＝0.4m，g＝10m/s2．求：

（1）小球通過B點時的速度大小VB；

（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點過程中的v﹣t圖象。

Answer 1

【答案】（1）2m/s （2）0.4m （3）

【解析】

（1）對小球，AB過程，根據牛頓第二定律可得，

初速度為零，由位移速度公式可得，

聯立解得；

（2）對小球，BC過程，根據牛頓第二定律：，

初速度為，末速度為零，故根據位移速度公式可得，

聯立解得

（3）小球在AB段做初速度為零，末速度為2m/s的勻加速直線運動，經歷時間為，在BC段做初速度為2m/s，末速度為零的勻減速直線運動，經歷的時間為，即在0.8s末速度為零，v-t圖像如圖所示：