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如图所示,倾斜角度为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面,下方O点处有一带电量为+Q的点电荷,质量为m、带电量为-q的小物体(可看成质点)与斜面间的动摩擦因数为μ.现使小物体以初速度

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,倾斜角度为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面,下方O点处有一带电量为+Q的点电荷,质量为m、带电量为-q的小物体(可看成质点)与斜面间的动摩擦因数为μ.现使小物体以初速度v0从斜面上的A点沿斜面上滑,到达B点时速度为零,然后又下滑回到A点.小物体所带电荷量保持不变,静电力常数为k,重力加速度为g,OA=OB=l.求:
(1)小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度;
(2)小物体返回到斜面上的A点时的速度.

◎ 答案

(1)小物体经过AB中点时,根据牛顿第二定律和库仑定律得:
FN=mgcosθ+k
Qq
(lsinθ)2

mgsinθ+μFN=ma
得:a=gsinθ+μ(gcosθ+
kQq
m(lsinθ)2

(2)设物体上升过程中,摩擦力做功为Wf.由于OA=OB,A、B两点的电势相等,上升和下滑过程中电场力做功都为0,则根据动能定理得
上升过程,有 0-
1
2
mv02=-mglsin2θ+Wf
下滑过程,有
1
2
mv2=mglsin2θ+Wf
解得:v=

4glsin2θ-
v20

答:
(1)小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度是gsinθ+μ(gcosθ+
kQq
m(lsinθ)2
);
(2)小物体返回到斜面上的A点时的速度是

4glsin2θ-
v20

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,倾斜角度为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面,下方O点处有一带电量为+Q的点电荷,质量为m、带电量为-q的小物体(可看成质点)与斜面间的动摩擦因数为μ.现使小物体以初速度…”主要考查了你对  【动能定理】  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。



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