题目内容
带负电的小物体A放在倾角为θ(sinθ=0.6,cosθ=0.8)的绝缘斜面上.整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示,物体A的质量为m,电量为-q,与斜面问的动摩擦因数为μ,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半.物体A在斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面.
(1)物体A在斜面上的运动情况如何?说明理由.
(2)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?
(1)物体A在斜面上的运动情况如何?说明理由.
(2)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?
(1)物体A在斜面上先做匀加速运动,后做加速度增大的变加速运动
∵在增加磁场之前物体A受恒力作用,而在增加匀强磁场后,洛伦兹力垂直于斜面向上,速度增大,洛伦兹力增大,滑动摩擦力将减小,合外力增大,则加速度增大.
∴物体A先做匀加速运动后做加速度增大的变加速运动.
(2)在加磁场前,根据牛顿第二定律得
解出a=g(1-
μ)
则得 S=
at2=
g(1-
μ)t2
在物体A离开斜面瞬间 F洛+
mgsinθ-mgcosθ=0
而F洛=qvB
解出 v=
根据能量守恒WG+W电=△EK+Q
则得 mg(L+S)sinθ+qE(L+S)cosθ=
mv2+Q
将a、v及sinθ=0.6,cosθ=0.8代入上式
得Q=mg(L+
-gt2)-
答:
(1)物体A在斜面上的运动情况是:物体A在斜面上先做匀加速运动,后做加速度增大的变加速运动.
(2)物体A在斜面上运动过程中有mg(L+
-gt2)-
的能量转化为内能.
∵在增加磁场之前物体A受恒力作用,而在增加匀强磁场后,洛伦兹力垂直于斜面向上,速度增大,洛伦兹力增大,滑动摩擦力将减小,合外力增大,则加速度增大.
∴物体A先做匀加速运动后做加速度增大的变加速运动.
(2)在加磁场前,根据牛顿第二定律得
|
解出a=g(1-
| 1 |
| 2 |
则得 S=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
在物体A离开斜面瞬间 F洛+
| 1 |
| 2 |
而F洛=qvB
解出 v=
| mg |
| 2qB |
根据能量守恒WG+W电=△EK+Q
则得 mg(L+S)sinθ+qE(L+S)cosθ=
| 1 |
| 2 |
将a、v及sinθ=0.6,cosθ=0.8代入上式
得Q=mg(L+
| 2-μ |
| 4 |
| m3g2 |
| 8B2q2 |
答:
(1)物体A在斜面上的运动情况是:物体A在斜面上先做匀加速运动,后做加速度增大的变加速运动.
(2)物体A在斜面上运动过程中有mg(L+
| 2-μ |
| 4 |
| m3g2 |
| 8B2q2 |
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