Question

2、如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆，跟一以带电量为Q的正点电荷为圆心、半径为r的圆周交于C、D两点，弦

如图
CD与r相等。一质量为m、带电量为-q的有孔小球套在细杆上，且从杆上的P点由静止开始下滑，已知q<Q，PC=h，可看作点电荷的小球滑到C点时速度大小为υc=。求：（1）小球达C点时的加速度和细杆所受的压力；（2）P、D两点的电势差。

Answer 1

【1】小球在C点受库仑力F=kQq/r²，方向指向圆心
∠QCD=60°
F的竖直向下分力 F⊥=Fcos60°=F/2
F的垂直杆的水平向左分力 F∥=Fsin60°
竖直方向合力 F合=F⊥+mg
a=F合/m=g+F⊥/m=g+kQq/2mr² 方向竖直向下
细杆所受的压力=F∥=Fsin60°=√3kQq/2r² 方向水平向左
【2】P到C过程应用动能定理
库仑力做功Wpc+重力做功mgh=½mvc²-0
Wpc=½mvc²-mgh
而Wpc=qUpc
C点与D点在同一等势面上，Uc=Ud
Upd=Upc=Wpc/q=(½mvc²-mgh)/q=m(vc²-2gh)/2q

Answer 2

？？