题目内容

如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为300、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mC=0.50kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C且保持不变,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用.如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.已知静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,g=10m/s2.求:

(1)未施加力F时物块B、C间的距离;

(2)t0时间内A上滑的距离;

(3)t0时间内库仑力做的功;

(4)力F对A物块做的总功.

(1)A、B、C处于静止状态时,设B、C间距离为L1,则C对B的库仑斥力

                                             

以A、B为研究对象,根据力的平衡 

联立解得    L1=1.0m                                         

(2)给A施加力F后, A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.经过时间t0,B、C间距离设为L2,A、B两者间弹力减小到零,此后两者分离,力F变为恒力.则t0时刻C对B的库仑斥力为

                                 ①          

以B为研究对象,由牛顿第二定律有

            ②           

联立①②解得    L2=1.2m

则t0时间内A上滑的距离                       

(3)设t0时间内库仑力做的功为W0,由功能关系有

                                                            

代入数据解得                                       ③            

(4)设在t0时间内,末速度为v1,力F对A物块做的功为W1,由动能定理有

                                  ④ 

而                        ⑤

                         ⑥

                                                         ⑦         

由③~⑦式解得   J                                              

经过时间t0后,A、B分离,力F变为恒力,对A由牛顿第二定律有

                           ⑧        

力F对A物块做的功                    ⑨

由⑧⑨式代入数据得                                

则力F对A物块做的功

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