问题
计算题
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＝2×104 N/C。在细杆上套有一个带电荷量为q＝－1.73×10－5 C、质量为m＝3×10－2 kg的小球。现使小球从细杆的顶端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。已知A、B间距离x1＝0.4 m，g＝10 m/s2。求：
(1)小球在B点的速度vB；
(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2；
(3)小球从A点滑至C点的时间是多少？
答案
解：(1)小球在AB段滑动过程中，由机械能守恒mgx1sinα＝
mvB2
可得vB＝2 m/s
(2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度
a2＝
＝－5 m/s2
小球进入电场后还能滑行到最远处C点，B、C的距离为
x2＝
＝0.4 m
(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为vAB＝
，vBC＝
小球从A到C的平均速度为
x1＋x2＝
可得t＝0.8 s