如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘杆上,细杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷.将A由距B竖直高度为H处无初速释放,小球A下滑过程中
◎ 题目
如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘杆上,细杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷.将A由距B竖直高度为H处无初速释放,小球A下滑过程中电荷量不变,不计A与细杆间的摩擦,整个装置处于真空中,已知静电力常量k和重力加速度g,求: (1)A球刚释放时的加速度是多大? (2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离. (3)若小球到达C点速度最大为v,求A、C两点的电势差UAC. |
◎ 答案
(1)A球刚释放时,受到重力、沿细杆向上的库仑力和细杆的支持力,根据牛顿第二定律得: mgsinα-
得:a=gsinα-
(2)到达平衡位置时,速度最大,根据平衡条件,有: mgsinα-
得:x=
(3)从A到C过程,只有重力和电场力做功,根据动能定理,有: mgsinα?x+q?UAC=
将x代入,解得:UAC=
答:(1)A球刚释放时的加速度是gsinα-
(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离为
(3)A、C两点的电势差为
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◎ 解析
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