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    精英家教网如图所示，竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为-q的小环．在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形．已知Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，静电常量为k．现使小环从图示位置的O点由静止释放，若通过a点的速率为
    		3gh1
    ．试求：
    （1）小环运动到a点时对杆的压力大小及方向；
    （2）小环通过b点的速率．
    分析：（1）对小环受力分析，受重力、库仑力、弹力，在垂直杆的方向受力平衡，根据平衡条件求解弹力；然后根据牛顿第三定律求解小环对杆的压力；
    （2）对小环从a运动到b的运动过程运用动能定理列式求解即可．
    解答：解：（1）由库仑定律可得，小环运动到a点时所受库仑力为：F=
    kQq
    r2
    ，方向由a指向Q．
    设r为Q到a点的距离，依题意r=h2，所以：F=
    kQq
    h22
    ．
    杆对小环的支持力：N=Fcos30°=
    		3
    kQq
    2
    h
    2
    2
    ，方向水平向右．
    由牛顿第三定律可知，小环对杆的压力大小：N′=N=
    		3
    kQq
    2
    h
    2
    2
    ，方向水平向左．
    （2）小环从a运动到b的运动过程，根据动能定理，有：
    mgh2-qUab=
    1
    2
    m
    v
    2
    b
    -
    1
    2
    m
    v
    2
    a

    由于Qa=Qb，所以：Uab=0
    可得：vb=
    		g(2h2+3h1)

    答：（1）小环运动到a点时对杆的压力大小为
    		3
    kQq
    2
    h
    2
    2
    ，方向水平向右；
    （2）小环通过b点的速率为
    		g(2h2+3h1)
    ．
    点评：本题关键明确a、b两点在一个等势面上，从a运动到b的运动过程，静电力不做功．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    如图所示，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A、B、C的质量均为m．给小球一水平向右的瞬时速度v0，使小球在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，初速度v0必须满足（　　）

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    如图所示，竖直固定在地面上的轻弹簧的上端，连接一物体B，B上放一物体A，现用力F竖直向下压A、B的物体至某一位置静止，然后撤去力F，则在撤去F的瞬间（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，竖直固定在地面上的轻弹簧的亡端，连接一物体B，B上放一物体A，现用力F竖直向下压A、B的物体至某一位置静止，然后撤去力F，则在撤去F的瞬间(    )

    A．A物体所受的合力等于零                    B．A物体所受的合力不等于零，但小于F

    C．弹簧对月的弹力大于B对弹簧的弹力     D．弹簧对地面的压力大于A、B的总重力

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    如图所示，竖直固定在地面上的轻弹簧的上端，连接一物体B，B上放一物体A，现用力F竖直向下压A、B的物体至某一位置静止，然后撤去力F，则在撤去F的瞬间


    1. A.
      A物体所受的合力等于零
    2. B.
      A物体所受的合力不等于零，但小于F
    3. C.
      弹簧对B的弹力大于B对弹簧的弹力
    4. D.
      弹簧对地面的压力大于A、B的总重力

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