如图所示,一表面光滑、与水平方向成60°角的绝缘直杆AB放在水平方向的匀强电场中,其下端(B端)距地面
如图所示,一表面光滑、与水平方向成60°角的绝缘直杆AB放在水平方向的匀强电场中,其下端(B端)距地面高度h=0.8m.有一质量为m=500g的带电小环套在直杆上,正以某...
如图所示,一表面光滑、与水平方向成60°角的绝缘直杆AB放在水平方向的匀强电场中,其下端(B端)距地面高度h=0.8m.有一质量为m=500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过B端的正下方P点处.求:(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;(2)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.
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解:(1)小环沿AC杆匀速下滑,受力分析如图所示,小环共受3个力,电场力方向水平向右,故小环带负电.
由图可知,根据平衡条件得知,电场力 qE=mgtan60°=
mg;
圆环离开直杆后,只受重力和电场力,
F合=
=
=2mg=ma
则加速度大小为 a=2g=2×10=20(m/s2),方向垂直于杆向下.
(2)环离开杆做类平抛运动,垂直于杆的方向做匀加速运动,则有:
hcos60°=
at2
则得:t=
=
s=0.2s
平行于杆的方向做匀速运动,则有:
hsin60°=v0t
则得:v0=
=
由图可知,根据平衡条件得知,电场力 qE=mgtan60°=
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圆环离开直杆后,只受重力和电场力,
F合=
F2+(mg)2 |
(
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则加速度大小为 a=2g=2×10=20(m/s2),方向垂直于杆向下.
(2)环离开杆做类平抛运动,垂直于杆的方向做匀加速运动,则有:
hcos60°=
1 |
2 |
则得:t=
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平行于杆的方向做匀速运动,则有:
hsin60°=v0t
则得:v0=
hsin60° |
t |
0.8×
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