题目内容

17.如图所示,直角三角形的斜边倾角为30°,底边BC长为2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的,在底边中点O处放置一正电荷Q,一个质量为m,电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边上的垂足D时加速度为a,求即将滑到斜边上的C点时的加速度.(结果只能保留g、a)

分析 根据几何知识分析得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,三点的场强大小相等.分析质点q在C点的受力情况,根据牛顿第二定律和库仑定律求出质点滑到斜边底端C点时加速度

解答 解:由题,BD⊥AC,O点是BC的中点,根据几何知识得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,质点在D点受三个力的作用;电场F,方向由O指向D点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有:
mgsin30°-Fcos30°=ma…①
质点在C受三个力的作用;电场F,方向由O指向C点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有:
mgsin30°+Fcos30°=maC…②
由①②得:aC=g-a
答:即将滑到斜边上的C点时的加速度g-a

点评 本题难点在于分析D与C两点电场强度相等,由牛顿第二定律求加速度都常规思路

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