Question

（10分）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，M点为斜面上的最低点，D点为O点在斜面上的垂足，N点为斜面上另一点，且OM=ON。带负电的小物体以初速度5m/s从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度变为3m/s.若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。

（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化？电场力共做了多少功？

（2）N点的高度h为多少？

（3）若物体第一次到达D点时的速度为4m/s，求物体第二次到达D点时的速度。

 

Answer 1

【答案】

（1）电势能先减少后增加，电场力做功为0（2）（3）

【解析】（10分）（1）电势能先减少后增加，电场力做功为0 ；

（2）M到N，由动能定理有  

N到M，由动能定理有

解得

（3）由对称性可知物体从M到D以及从N到D克服摩擦力做功相等，都为，

由M到D,由动能定理有  

由N到D,由动能定理有

解得

 

本题考查的是静电场与力学综合的相关问题，带负电的带电体距离正电的场源越远电势能越大，而M与N关于D点对称，因此带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能先减少后增加，电场力做功为0 ；然后根据动能定理解出高度h；最后再根据动能定理解出速度；