题目内容
如图,空间有一水平向右的匀强电场。一质量为m,电量为+q的滑块随同质量为M,倾角为α的绝缘斜面体在光滑水平面上向右运动,且滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,重力加速度为g。求:
(1)滑块对斜面体的压力
(2)系统的加速度大小
(3)匀强电场的场强
(4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能怎样变化
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解:设系统加速度为
,斜面与滑块的相互作用力为N和N′。两物体受力如图所示
(1)滑块与斜面体间没有摩擦力,由牛顿第二定律,
对滑块,竖直方向:
①
由牛顿第三定律得
②
联立①②得
③
(2)对斜面体,水平方向:
④
联立③④解得
⑤
(3)对整体:
⑥
联立⑤⑥得
⑦
斜面体发生位移s的过程中,电场力对滑块做正功
⑧
联立⑦⑧解得
⑨
故系统电势能减少
⑩
评分:①②③④⑤⑥⑦⑧每式2分,⑨⑩每式1分
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