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如图甲所示，水平面被竖直线PQ分为左右两部分，左部分光滑，范围足够大，上方存在水平向右的匀强电场．右部分粗糙，一质量为m=2kg，长为L的绝缘体制成的均匀带电的直棒AB置于
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图甲所示，水平面被竖直线PQ分为左右两部分，左部分光滑，范围足够大，上方存在水平向右的匀强电场．右部分粗糙，一质量为m=2kg，长为L的绝缘体制成的均匀带电的直棒AB置于水平面上，A端距PQ的距离为S=3m，给棒一个水平向左的初速v0，并以此时作为时间的起点，棒在最初2秒的运动图象如图乙所示．2秒末棒的B端刚好进入电场，已知直棒单位长度带电量为λ=0.1C/m，取重力加速度g=10m/s
2
．
求：（1）直棒的长度；（2）匀强电场的场强E；（3）直棒最终停在何处？
◎ 答案
（1）由图信息可知棒加速度a=0.5m/s
2
，初速v
0
=2.5m/s，设棒2内秒位移为L
1
，则s=v
0
t-
1
2
at
2
=4m
而棒B端恰进电场，则棒长L=L
1
-S=1m
即直棒的长度为1m．
（2）由图可知棒进入电场后加速度不变，棒受到向右的电场力和减少的摩擦力应该相等．设棒进入电场x，则有
xλE=
x
L
mgμ 而 a=μg 所以 E=
mgμ
λL
=10N/C
即匀强电场的场强E为10N/C．
（3）棒全过程均做匀减速运动，B端恰进入电场时的速度V
1
，由图可知V
1
=1.5m/s．
穿出电场过程
λEL
2
-
mgμ
2
L=
1
2
mv
2
2
-
1
2
mv
1
2
得v
2
=1.5m/s
再返回至PQ处时仍为1.5m/s
所以继续滑行距离S
2
满足：2μgS
2
=V
2
2
得S
2
=2.25m
所以直棒最终停下时，A端离PQ2.25m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲所示，水平面被竖直线PQ分为左右两部分，左部分光滑，范围足够大，上方存在水平向右的匀强电场．右部分粗糙，一质量为m=2kg，长为L的绝缘体制成的均匀带电的直棒AB置于…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【匀变速直线运动】，【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【动能定理】，【电场强度的定义式】 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/202211/363290.html
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