题目内容
【题目】如图所示,A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连,其中A带负电,电荷量大小为q.A静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为37°,其上部分光滑,下部分粗糙且足够长,粗糙部分的摩擦系数为μ,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场),轻绳拉直而无形变.不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起,且处于静止状态,弹簧劲度系数为k.B、C质量相等,均为m,A的质量为2m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加速度为g.
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(1)电场强度E的大小为多少?
(2)现突然将电场的方向改变 180°,A开始运动起来,当C刚好要离开地面时(此时B还没有运动到滑轮处,A刚要滑上斜面的粗糙部分),请求出此时B的速度大小.
(3)若(2)问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问A再经多长时间停下来?
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】(1)A静止,由平衡条件有:
,解得:
。
(2)初始时刻B静止,设弹簧压缩量为x,由平衡条件有: ![]()
当C刚要离开地面时,C对地面的压力
,设弹簧伸长量为![]()
由平衡条件有:
由于B、C重力相等,故:
分析可知,当C刚要离开地面时,B向上运动
,A沿斜面下滑![]()
A、B系统能量守恒,有:
解得:
。
(3)A滑上斜面的粗糙部分,由牛顿第二定律:
,
得: ![]()
故A做匀减速直线运动,时间:
。
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