题目内容

16.如图所示,一个带正电荷的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失.先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来.后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则以下说法中正确的是(  )
A.D′点一定与D点重合B.D′点一定在D点左侧
C.D″点一定与D点重合D.D″点一定在D点右侧

分析 根据动能定理分别对不加电场和加电场两种情况进行研究:不加电场时,整个过程中重力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理列出表达式;加电场时,重力和电场力做正功,摩擦力做负功,再由动能定理列出表达式,分析物体在水平上滑行的位移关系,判断D'点与D点的位置关系.

解答 解:A、B、设物体的质量为m,电量为q,电场强度大小为E,斜面的倾角为θ,动摩擦因数为μ;
不加电场时,根据动能定理得:
mgSABsinθ-μmgSABcosθ-μmgSBD=0 ①
加电场时:
(mg+qE)SABsinθ-μ(mg+qE)SABcosθ-μ(mg+qE)SBD′=0 ②
将①②两式对比得到,SBD=SBD′,则D'点一定与D点重合;故A正确,B错误;
C、D、加磁场时,根据动能定理得:
mgSABsinθ-μSAB(mgcosθ-Bqv)-μ(mg-Bqv′)SBD″=0 ③
比较①③两式可得:SBD″>SBD,所以D″点一定在D点右侧,故C错误,D正确;
故选:AD.

点评 本题考查运用动能定理处理问题的能力,也可以应用等效的思维方法进行选择:加电场时相当于物体的重力增加,而物体在水平面滑行的距离与重力无关.

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