两个完全相同的小金属块A、B,A固定在倾角θ=300的绝缘斜面上,带电量q=+2×10-5C,以A所在的高度为零势能面.B原来不带电,质量m=1kg,A、B相距3m且将A、B视作点电荷.B由静止起
◎ 题目
两个完全相同的小金属块A、B,A固定在倾角θ=300的绝缘斜面上,带电量q=+2×10-5C,以A所在的高度为零势能面.B原来不带电,质量m=1kg,A、B相距3m且将A、B视作点电荷.B由静止起沿斜面下滑.斜面动摩擦系数μ=
(1)B碰撞A时的速度大小; (2)B在离A多少距离时,所具有的动能和重力势能相等; (3)B碰A后,速度方向反向,沿斜面上滑,至最高点后再次下滑,分别求出上滑过程中和下滑过程中动能最大的位置距A点的距离; (4)如果选定两个点电荷在相距无穷远的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为E P=k
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◎ 答案
(1)物块下滑的加速度a=gsin30°-μgcos30°=2m/s2, 由推导式知与A碰撞时的速度V1=
(2)设动能和重力势能相等时A、B间距为S1,则: mgsin30°=
其中
解得:S1=
(3)碰撞后电荷重新分配:q1=q2=
上滑过程B做加速度减小的加速运动,当B受的合力为零时动能最大,此时有: mgsin30°+μmgcos30°=K
解得r1= |