如圖所示（注：電場(chǎng)線方向水平向右,將桿的左端固定于點(diǎn)O）,帶正電的小球套在絕緣的長(zhǎng)直桿上,球與桿之間的動(dòng)摩擦因素為μ,勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右,將桿與豎直線分別成不同角度固定放置,讓小球由靜止釋放后都沿桿運(yùn)動(dòng)距離s,當(dāng)桿與豎直線的夾角為θ時(shí),小球獲得的末動(dòng)能最大為E.現(xiàn)將桿豎直固定放置,為使小球由靜止釋放后獲得的動(dòng)能與前面的動(dòng)能E相等,小球運(yùn)動(dòng)的距離S2應(yīng)是多少?
“當(dāng)桿與豎直方向夾角為θ時(shí),小球獲得的末動(dòng)能最大.”就是說(shuō),這時(shí)的小球受摩擦力為零,摩擦力不做功.重力和電場(chǎng)力的合力,恰沿桿方向.
tanθ=qE/mg
合力為：F=mg/cosθ,方向和沿桿斜向右下方.
此時(shí)的動(dòng)能為：Ek=F*s=mgs/cosθ
當(dāng)桿豎直放置時(shí),所受的合力：
F'=mg-μqE=mg(1-μtanθ)
由“動(dòng)能定理”：
F'*S2=Ek,
S2=Ek/F'
=[mgs/cosθ]/[mg(1-μtanθ)]
=[1/(cosθ-μsinθ)]*s