题目内容

(14分)如图,足够长斜面倾角θ=30°,斜面上OA段光滑,A点下方粗糙且,水平面上足够长OB段粗糙且μ2=0.5,B点右侧水平面光滑。OB之间有与水平方向β(β已知)斜向右上方的匀强电场E=×105V/m。可视为质点的小物体C、D质量分别为mC=4kg,mD=1kg,D带电q= +1×10-4C,用轻质细线通过光滑滑轮连在一起,分别放在斜面及水平面上的P和Q点由静止释放,B、Q间距离d=1m,A、P间距离为2d,细绳与滑轮之间的摩擦不计。(sinβ=,cosβ=,g=10m/s2),求:

(1)物体C第一次运动到A点时速度;
(2)物块D运动过程中电势能变化量的最大值。

(1)2m/s;(2)50J

解析试题分析:(1)对D进入电场受力分析可得:,所以,(2分)
所以D在OB段不受摩擦力,设C物体到A点速度为v0,由题知释放后C物将沿斜面下滑,C物从P到A过程,对CD系统由动能定理得:    ,(2分)
解得:(2分)
(2)由题意,C经过A点后将减速下滑至速度为0后又加速上滑,设其减少下滑加速度大小为,向下运动的时间为,发生的位移为,对物体C:
(2分)
对物体D:    (2分)   
[整体法列方程直接求出加速度也给4分]
                     (2分)
D从开始运动到最左端过程中:  (2分)
所以电势能变化量的最大值为50J
考点:动能定理、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律

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