11.(09年福建卷)21.如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1

(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释 

放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;

(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整

个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)

答案:(1); (2);

(3)

解析:本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。

(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有

   qE+mgsin=ma           ①

               ②

联立①②可得

           ③

(2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为,则有

            ④

   从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得

       ⑤

联立④⑤可得

   s

(3)如图

  

 0  407441  407449  407455  407459  407465  407467  407471  407477  407479  407485  407491  407495  407497  407501  407507  407509  407515  407519  407521  407525  407527  407531  407533  407535  407536  407537  407539  407540  407541  407543  407545  407549  407551  407555  407557  407561  407567  407569  407575  407579  407581  407585  407591  407597  407599  407605  407609  407611  407617  407621  407627  407635  447090 

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