题目内容
【题目】如图所示,一水平地面上固定一倾角为θ=300的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度为,方向沿斜面向下的匀强电场中;一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态.一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为x处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g.
(1)滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t;
(2)滑块返回的过程中,刚脱离弹簧时的速度大小;
(3)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)滑块从静止释放到与弹簧上端接触前,对滑块,由牛顿第二定律得:;
滑块做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式得:x=at12,
解得:;
(2)从释放早返回由动能定理可知:,解得
(3)当滑块速度最大时,滑块受到的合力为零,则qE+mgsinθ=kx1,
解得:;
从滑块开始运动到速度最大过程中,由动能定理得:
(qE+mgsinθ)(x+x1)+W=mvm2-0,
解得:.
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