解题思路:(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,根据牛顿第二定律求解加速度.
(2)A球刚释放下滑过程中,库仑力逐渐增大,当库仑力小于重力沿斜面向下的分力时,小球做加速运动;当库仑力大于重力沿斜面向下的分力时,小球做减速运动.当两力大小相等时,小球的速度最大,由库仑定律求出此时小球离B的距离,根据能量守恒定律求解小球电势能的改变量.
(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-[kQq
(
H/sinα)2]=ma
得到a=gsinα−
kQq
H2msin2α
(2)小球A下滑过程中,当库仑力等于重力沿斜面向下的分力时,速度最大,设此时小球离B的距离为r,则有
mgsinα=
kQq
r2 ①
从小球下滑到速度达到最大的过程中,根据能量守恒定律得
小球电势能的改变量为△Ep=mg(H-rsinα)-
1
2mv2 ②
将①代入②得
mg(H−
kQqsinα
mg)−
1
2mv2
答:
(1)A球刚释放时的加速度为gsinα−
kQq
H2msin2α.
(2)小球从开始运动到速度最大的过程中,小球电势能的改变量是mg(H−
kQqsinα
mg)−
1
2mv2.
点评:
本题考点: 电势;牛顿第二定律;电场强度.
考点点评: 本题关键是分析小球的受力情况,来确定小球的运动情况.从力和能两个角度研究动力学问题常用的思路.