Question

16．绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看做点电荷）从a点以初速度v₀沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（　　）

• A． 滑块在运动过程中所受的库仑力不可能大于滑动摩擦力
• B． 滑块做匀减速直线运动
• C． 此过程中产生的内能为μmgs
• D． 滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于$\frac{{v}_{0}}{2}$

Answer 1

分析 根据滑块的运动情况可知滑块受力情况，则可知库仑力与滑动摩擦力的大小关系；由滑块的受力情况可确定加速度的变化情况，分析滑块的运动情况．摩擦产生的内能由Q=fs求解．

解答 解：A、滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，到达b点时速度减为零．故A正确．
B、水平方向所受的摩擦力不变，库仑力在增大，但仍小于滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加速度是变化的，所以滑块做变减速直线运动．故B错误．
C、根据功能关系知，此过程中产生的内能为 Q=fs=μmgs．故C正确．
D、由于滑块做变减速直线运动，则中间时刻的速度不等于$\frac{{v}_{0}}{2}$．故D错误．
故选：AC

点评 分析滑块的受力和运动情况是解决的关键；应注意库仑力随离Q的距离的增大而减小，而滑块的运动可告诉我们最后一定有滑动摩擦力大于库仑力；明确电场力做功的特点及能量间的转化．