如圖所示,一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成α=30°的角傾斜固定.細(xì)桿的一部分處在場強(qiáng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)E=2×104N/C.在細(xì)桿上套有一個帶電量為q=-1.73×10-5C、質(zhì)量為m=3×10-2kg的小球.現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下,并從B點(diǎn)進(jìn)入電場,小球在電場中滑至最遠(yuǎn)處的C點(diǎn).已知AB間距離s1=0.4 m,g=10 m/s2.求:
(1)小球在B點(diǎn)的速度vB .
(2)小球進(jìn)入電場后滑行的最大距離s2 .
(3)小球從A點(diǎn)滑至C點(diǎn)的時間是多少?
(1)2 m/s (2)0.4 m (3)0.8 s
【解析】
試題分析:(1)小球在AB段滑動過程中,由機(jī)械能守恒
mgs1sinα=mv
可得vB=2 m/s
(2)小球進(jìn)入勻強(qiáng)電場后,在電場力和重力的作用下,由牛頓第二定律可得加速度
a2==-5 m/s2
小球進(jìn)入電場后還能滑行到最遠(yuǎn)處C點(diǎn),BC的距離為s2==0.4
m
(3)小球從A到B和從B到C的兩段位移中的平均速度分別為vAB=vBC=小球從A到C的平均速度為
=
s1+s2=t=
t
可得t=0.8 s
考點(diǎn):帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 牛頓第二定律 運(yùn)動學(xué)公式
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