题目内容
在如下图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ =37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行。劲度系数K=5N/m的轻弹簧一端固定在0点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面。水平面处于场强E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA ="0." 1kg和mB ="0." 2kg,B所带电荷量q="+4" ×l0-6C。设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电量不变。取g= l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a="0." 6m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中,B的电势能增加了△Ep=0.06J。已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率。
(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a="0." 6m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中,B的电势能增加了△Ep=0.06J。已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率。
(1)f=0.4N (2)2.1336W
(1)根据题意,静止时,对两物体受力分析如图所示。
由平衡条件得:
对A有:mAgsinθ=FT ①
对B有:qE+f0=FT ②
代入数据得f0="0.4" N ③
(2)根据题意,A到N点时,对两物体受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得:
对A有:F+mAgsinθ-FT-FKsinθ=mAa ④
对B有:FT-qE-f=mBa ⑤
其中f=μmBg ⑥
FK=kx ⑦
由电场力做功与电势能的关系得 ⑧
由几何关系得 ⑨
A由M到N,由 得 A运动到N的速度 ⑩
拉力F在N点的瞬时功率P=Fv ?
由以上各式,代入数据 P="0.528" W ?
【考点定位】 牛顿第二定律/共点力平衡
由平衡条件得:
对A有:mAgsinθ=FT ①
对B有:qE+f0=FT ②
代入数据得f0="0.4" N ③
(2)根据题意,A到N点时,对两物体受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得:
对A有:F+mAgsinθ-FT-FKsinθ=mAa ④
对B有:FT-qE-f=mBa ⑤
其中f=μmBg ⑥
FK=kx ⑦
由电场力做功与电势能的关系得 ⑧
由几何关系得 ⑨
A由M到N,由 得 A运动到N的速度 ⑩
拉力F在N点的瞬时功率P=Fv ?
由以上各式,代入数据 P="0.528" W ?
【考点定位】 牛顿第二定律/共点力平衡
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