Question

【題目】如圖在足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平直線軌道上方 h 高度的 P 點(diǎn)，固定電荷量為+Q 的點(diǎn)電荷，一質(zhì)量為 m、帶電荷量為 q 的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從軌道上的 A 點(diǎn)以初速度 v0 沿 軌道向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)正下方 B 點(diǎn)時(shí)速度為 v，已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在 A 點(diǎn)的電勢(shì)為φ（取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零），PA 連線與水平軌道的夾角為 60°,

小球始終未脫離水平直線軌道，重力加速度為 g，試求：

（1）物塊在 A 點(diǎn)時(shí)加速度

（2）點(diǎn)電荷+Q 產(chǎn)生的電場(chǎng)在 B 點(diǎn)的電勢(shì)。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）物塊在A點(diǎn)受重力、電場(chǎng)力、支持力，分解電場(chǎng)力，由牛頓第二定律得：

得：

（2）從A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得：

又有：

UAB=φA-φB

解得：