题目内容

4.如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端以与挡板相碰前的速率返回.已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,滑块带电荷q=-5.0×10-4C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小;
(2)滑块在斜面上运动的总路程s和系统产生的热量Q.

分析 (1)在下滑过程中根据动能定理即可求得
(2)滑块最终将静止在斜面底端.因此重力势能和电势能的减少等于克服摩擦力做的功,产生的热量为Q=fs

解答 解:(1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力
f=μ(mg+qE)cos37°=0.96N   
设到达斜面底端时的速度为v,根据动能定理得
(mg+qE)h-$f\frac{h}{sin37°}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$   
解得      v=2.4m/s.  
(2)滑块最终将静止在斜面底端.因此重力势能和电势能的减少等于克服摩擦力做的功,(mg+qE)h=fs     
解得滑块在斜面上运动的总路程:s=1 m
Q=fs=0.96 J      
答:(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小为2.4m/s;
(2)滑块在斜面上运动的总路程s为1m,系统产生的热量Q为0.96J

点评 本题考查动能定理的应用,难点在于正确写出功的表达式,功等于力乘以力方向上的分位移,比如滑块下滑时重力方向的位移为竖直方向高度h,摩擦力方向的位移即为沿着斜面的长度

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网