题目内容

如图所示,光滑绝缘水平面AB与倾角θ=37°,长L=5m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连,在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板,质量m=0.5kg、所带电荷量q=5×10-5C的绝缘带电小滑块(可看做质点)置于斜面的中点D,整个空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2×l05N/C,现让滑块以v0=12m/s的速度沿斜面向上运动。设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变,滑块和斜面间的动摩擦因数μ=0.1,(g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.8)求:

(1)滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小;
(2)滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离;
(3)滑块运动的总路程。

(1)(2)1.6m(3)52.9m

解析试题分析:(1)设滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小为V
静电力qE=10N,重力G=mg=5N。
摩擦力
由动能定理:
解得:
(2)设滑块第一次下滑到B端的速度为VB,滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离为x
由动能定理:
解得VB=8m/s
在水平面上滑行时,只有静电力做功,由动能定理:
解得x=1.6m
(3) 设滑块第一次下滑到B端的动能,水平面光滑,从水平运动返回到B点,动能不变。
在斜面上往返一次克服摩擦力做功Wf=2FfL=10J
所以滑块还能滑到B点到达水平面一次,设在水平面上滑动的距离为x1
由动能定理:,解得 x1=0.6m
在水平面上滑动的总距离S1=2(x+x1)=4.4m
最后停在C点,在斜面上滑行的距离为S2
由动能定理:解得S2=48.5m
所以,滑块运动的总路程S=S1+S2=52.9m
考点:动能定理的应用;电场强度;电势能.

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