题目内容
【题目】如图,光滑固定斜面倾角为37°,一质量m=0.1kg、电荷量q=+1×10-6C的小物块置于斜面上的A点,A距斜面底端R的长度为1.5m,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)该电场的电场强度的大小;
(2)若电场强度变为原来的一半,小物块运动到B点所需的时间和在B点的速度各是多少?
【答案】(1)7.5×105 N/C;(2)1s,3 m/s。
【解析】
(1)如图所示,小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,则有
在x轴方向:
Fcos37°﹣mgsin37°=0…①
在y轴方向:
FN﹣mgcos37°﹣Fsin37°=0.……②
解得:
gE=mgtan37°……③
故有:
E=7.5×105 N/C
方向水平向右……④
(2)场强变化后物块所受合力为:
F=mgsin37°﹣qEcos37°……⑤
根据牛顿第二定律得:
F=ma……⑥
故代入解得
a=0.3g=3m/s2
方向沿斜面向下
由运动学公式可得:vB2﹣vA2=2as
解得:
t=1s
vB=3 m/s
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