如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,細(xì)桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的正點(diǎn)電荷Q,A、B是細(xì)桿上的兩點(diǎn),點(diǎn)A與Q、點(diǎn)B與Q的連線與桿的夾角均為α=37°.一中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下,通過(guò)A點(diǎn)時(shí)加速度為零,速度為3m/s,取g=10m/s2.求:
(1)小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度
(2)小球下落到B點(diǎn)時(shí)的速度的大。
分析:(1)分析小球在A處和B處的受力情況,根據(jù)庫(kù)侖定律和牛頓第二定律分別列式,聯(lián)立求解小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度.
(2)小球從A到B,電場(chǎng)力做功為零,重力做功為mghAB,根據(jù)動(dòng)能定理求解小球下落到B點(diǎn)時(shí)的速度的大。
解答:解:(1)在A處,小球受力如圖所示,由題意可知
    K
Qq
r2
cosα-mg=0  ①
在B處,小球受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律得
    K
Qq
r2
cosα+mg=ma  ②
聯(lián)立①②得a=2g=20m/s2,方向豎直向下.
(2)A、B兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上,所以小球從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,電場(chǎng)力做功為零,由動(dòng)能定理得:
  mghAB=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
m
v
2
A

由題,hAB=0.3cot37°
聯(lián)立上兩式得 vB=5m/s
答:
(1)小球下落到B點(diǎn)時(shí)的加速度是20m/s2,方向豎直向下.
(2)小球下落到B點(diǎn)時(shí)的速度的大小是5m/s.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵抓住AB兩點(diǎn)的位置關(guān)系,分析受力情況,確定電勢(shì)關(guān)系,運(yùn)用牛頓第二定律和動(dòng)能定理求解.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2004?江蘇模擬)如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正點(diǎn)電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶負(fù)電且電量為q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速下滑,設(shè)q遠(yuǎn)小于Q,已知AB=h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為
3gh
,求
(1)小球從A到B過(guò)程中電場(chǎng)力做的功.
(2)A、C兩點(diǎn)電勢(shì)差.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正點(diǎn)電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m、帶電量為q的有孔小球人桿上A點(diǎn)無(wú)初速度下滑,已知q<Q,AB=BC=h,小球下滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為
3gh
.求:
(1)小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功?
(2)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差?
(3)小球下滑到C點(diǎn)時(shí)速度大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿AB,水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方,小球的電荷量為Q,可視為點(diǎn)電荷.a(chǎn)、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn),且在以帶負(fù)電小球?yàn)閳A心的同一豎直圓周上.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))套在細(xì)桿上,由a點(diǎn)靜止釋放,在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是 ( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與正電荷Q為圓心的某圓交與B,C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶點(diǎn)量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速度下滑,已知q遠(yuǎn)小于Q,AB=h,BC=3h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為
5gh
,則:
(1)小球到C時(shí)的速度
 
;
(2)A,C兩點(diǎn)電勢(shì)差
 

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