题目内容

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,D点为OD在斜面上的垂足,OM=ON。带负电的小物体以初速度,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点时速度大小变为。若小物体电荷量保持不变,可视为点电荷(g=10m/s2).

(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?电场力共做多少功?

(2)N点离斜面底边的高度h为多少?

(3)若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度

解:(1)电势能先减少后增加, ………………………(1分)

由于M、N为等电势点,所以带电体在两点间运动时电场力做功为0 ……(1分)

(2)物体从M到N和从N到M时克服摩擦力做的功相等设为,电场力

当物体从M到N时,由动能定理有 …………(2分)

当物体从N到M时,由动能定理有 …………(2分)

联立解得:  ………………………(1分)

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…(1分),

电场力做功相同,设为…(1分)

M到D: ………………(2分)

N到D: …………………(2分)(没有写电场力做功的不得分)

解得:(1分)

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