Question

如图所示，两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端，放在一个光滑的绝缘平面上，整体置于方向水平向右、大小为N/C的匀强电场中，甲的质量为kg，带电荷量为C，乙的质量为kg，带电荷量为C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，t=3s时细绳断裂，不计滑块间的库仑力。试求：

（1）细绳断裂前，两滑块的加速度；

（2）由静止开始释放后的整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值；

（3）当乙的电势能增量为零时，甲与乙组成的系统机械能的增量。

 

Answer 1

（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）取水平向右为正方向，将甲乙及细绳看作一个整体，根据牛顿第二定律：

（2）当乙发生的位移最大时，乙的电势能增量最大

细绳断裂前，甲乙发生的位移均为

细绳断裂后，乙物体的加速度，初速度

，，

（3）当乙的电势能增量为零时，即乙回到了出发点，设绳子断裂后乙经过回到了出发点 求得

细绳断裂后，甲的加速度

甲继续发生的位移为

当乙回到出发位置时甲的总位移 （2分）

电场力对甲做的功（2分）

所以系统的机械能增量为

考点：本题考查牛顿第二定律、功能量守恒