问题 填空题

如图所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知q<<Q,AB=h,BC=2h,小球滑到B点时速度大小为

3gh
,则小球从A运动到B的过程中,电场力做的功为______;小球在C点的速度为______.

答案

小球由A到B重力和电场力做功,由动能定理,有:

mgh+W=

1
2
m
v2B
-0

解得:

W=

1
2
m
v2B
-mgh=
1
2
m×3gh-mgh=
mgh
2

小球从B运动到C过程,电场力做功为零,根据动能定理,有:

mg(2h)=

1
2
m
v2C
-
1
2
m
v2B

解得:

vC=

v2B
+4gh
=
3gh+4gh
=
7gh

故答案为:

mgh
2
7gh

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