Question

如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=3

如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10-6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10-6C，质量m=1.0×10-2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。(静电力常量k=9.0×109N?m2/C2，取g=10m/s2)
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大?
(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时，速度为 =1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少?

（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力。
沿杆方向，有重力、库仑力、电场力沿杆的分力，由牛顿第二定律得
mg-kQq/L^2-Eqsinθ=ma
解得：a=3.2m/s^2
（2）库仑力逐渐增大，当小球B速度最大时合力为零，之后速度就会减小，则有
mg-kQq/h1^2-Eqsinθ=0
解得：h1=0.9m

不好意思，昨天漏了第三问》》》
为什么：：》
设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3
ΔEP＝－（W2＋W3）
不是说电势能改变量不是=A到B的功＝w1-|w2|-|w3|
[电势能的改变量的定义到底是什么]

Answer 1

1.从功能角度来说，电势能的改变量的大小就等于电场力做的功。电场力做负功，电势能增大。
动能的改变量就等于总功。
2.从能量守恒的角度来说，减少的重力势能转化为动能和电势能。
3.库仑力本质上也是电场力。
综上，ΔEP＝－（W2＋W3）=W1-mv^2/2
A到B的功＝w1-|w2|-|w3|——计算出的是动能的改变量