Question

如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×1

Answer 1

解题思路：分段应用动能定理列出等式求解小球在B点的速度，对于整个过程，运用动能定理列式，即可求得小球进入电场后滑行的距离．

在AB段只有重力做功，BC段重力和电场力都做功．

（1）由A到B，根据动能定理列出等式：

mgx₁sinα=[1/2]m

v2B

代入数据解得V_B=2m/s

（2）小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点，滑行到C点速度为零．

对于小球的整个滑行过程，由动能定理得：

mg（x₁+x₂）sinα-qEx₂cosα=0

则得 x₂=0.4m，

（3）根据运动学公式得：

x₁+x₂=[0+v/2]×t_AB+[v+0/2]×t_BC，

而总时间 t=t_AB+t_BC，

解得：t=0.8s，

答：（1）小球在B点的速度大小是2m/s；

（2）小球进入电场后滑行的最大距离是0.4m；

（3）小球从A点滑至C点所用的时间是0.8s．

点评：

本题考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系．

考点点评： 本题考查了动能定理的应用，注意分析在全过程中哪些力对物体做功，是正功还是负功．

涉及力在空间的效果，运用动能定理求解距离比较简单方便，运用平均速度求时间比较简便．也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解．