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从受力确定运动情况
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足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为+q的小滑块B。用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中,此时A、B均能静止,如图所示。现将绝缘板A从图中位置P垂
网友投稿 2022-10-27 00:00:00 零零社区
◎ 题目
足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为+q的小滑块B。用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中,此时A、B均能静止,如图所示。现将绝缘板A从图中位置P垂直电场线移至位置Q,发现小滑块B相对A发生了运动。为研究方便可以将绝缘板A的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程。测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s,减速的时间为0.2 s,P、Q位置高度差为0.5 m。已知匀强电场的场强E=
,A、B之间动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s
2
。求:
(1)绝缘板A加速和减速的加速度分别为多大?
(2)滑块B最后停在离出发点水平距离多大处?
◎ 答案
解:(1)设绝缘板A匀加速和匀减速的加速度大小分别为a
1
和a
2
,匀加速和匀减速的时间分别为t
1
和t
2
,P、Q高度差为h,则有
a
1
t
1
=a
2
t
2
,h=
a
1
t
1
2
+
a
2
t
2
2
求得a
1
=1.25 m/s
2
,a
2
=5 m/s
2
(2)研究滑板B,在绝缘板A匀减速的过程中,由牛顿第二定律可得
竖直方向上:mg-N=ma
2
水平方向上:Eq-μN=ma
3
求得:a
3
=0.1g=1 m/s
2
在这个过程中滑板B的水平位移大小为x
3
=
a
3
t
2
2
=0.02 m
在绝缘板A静止后,滑板B将沿水平方向做匀减速运动,设加速度大小为a
4
,有
μmg-Eq=ma
4
,得a
4
=0.1g=1 m/s
2
该过程中滑板B的水平位移大小为x
4
=x
3
=0.02 m
最后滑板B静止时离出发点的水平距离x=x
4
+x
3
=0.04 m
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“足够长的粗糙绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为+q的小滑块B。用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中,此时A、B均能静止,如图所示。现将绝缘板A从图中位置P垂…”主要考查了你对 【匀变速直线运动规律的应用】,【从受力确定运动情况】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/328805.html
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