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如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ=370，长L=6m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板，质量m=0.5kg、所带电荷量q=5x10-5C的绝缘带电滑块置
网友投稿 2022-11-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ=37
0
，长L=6m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板，质量m=0.5kg、所带电荷量q=5x10
-5
C的绝缘带电滑块置于斜面的中点D，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强E=2xlO
5
N/C，现让滑块以v
0
=12m/s的速度沿斜面向上运动．设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数μ=0.1，求：
（1）滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小；
（2）滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离；
（3）滑块运动的总路程．
◎ 答案
（1）滑块从D到C的过程中，根据动能定理可得：
qEcosθ?
L
2
-mgsinθ?
L
2
-
F
f
?
L
2
=
1
2
m
v
2C
-
1
2
m
v
2D
而滑动摩擦力：F
f
=μ（mgcosθ+qEsinθ）
解得
v
C
=
192
m/s=8
3
m/s
（2）设滑块左侧最远点与B相距x
1
，滑块从C到左侧的最远处的过程中，
根据动能定理：mgsinθ?L-qE（Lcosθ+x）
-
F
f
?L=0-
1
2
m
v
2C
解得x
1
=1.2m
（3）当滑块在斜面BC上滑行L时，滑块与斜面的摩擦产生的热量：Q=F
f
?L=6J
第二次碰撞后回到水平面时与原来相比向右移动的距离
x′=
2Q
qE
=1.2m
所以滑块第二次碰后刚好回到B点，
根据滑块受力的情况有：qEcosθ＞mgsinθ+F
f
故滑块最终停在C处，假设滑块在斜面上运动的总路程为x
2
，
根据动能定理：
qEcosθ?
L
2
-mgsinθ?
L
2
-
F
f
?
x
2
=0-
1
2
m
v
20
解得：x
2
=51m
所以滑块运动的路程：s=2x
1
+x
2
=53.4m
答：（1）滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小为
8
3
m/s
；
（2）滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离1.2m；
（3）滑块运动的总路程53.4m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ=370，长L=6m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板，质量m=0.5kg、所带电荷量q=5x10-5C的绝缘带电滑块置…”主要考查了你对 【动能定理】，【电场强度的定义式】，【电势能】 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/202211/400460.html
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