Question

15．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O点在斜面上的垂足，OM=ON，带负电的小物体以初速度v₁=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，速度大小变为v₂=1m/s．若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷，g=10m/s²．带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能的变化情况为先减少后增加，N点的高度h为0.65m．

Answer 1

分析 根据电场力做功判断电势能的变化．对物体从M到N，N到M分别运用动能定理，联立两式解得高度h．

解答 解：电场力对物体先做正功再做负功，电势能先减少后增加，
设物体从M到N时，克服摩擦力做的功为W_f．
当物体从M到N时，由动能定理有：0-$\frac{1}{2}$mv₁₂=-mgh-W_f；
当物体从N到M时，由动能定理有：$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$-0=mgh-W_f；
联立解得：h=$\frac{{v}_{1}^{2}+{v}_{2}^{2}}{4g}$=0.65m
故答案为：先减少后增加，0.65．

点评 本题主要考察动能定理的运用，对学生能力的要求较高，运用动能定理解题，需选择合适的研究过程，列表达式求解．