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
。
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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)
练习册系列答案
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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,带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为V2(V2<V1)。若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则![]()
| A.小物体上升的最大高度为 |
| B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小 |
| C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功 |
| D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 |