如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回.已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,滑块带电荷q=-5.0×10-4C.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:

(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小;
(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度;
(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留两位有效数字)

◎ 答案

 (1)2.4m/s (2)0.10m (3)0.96J

◎ 解析

 (1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力为
Ff=μ(mg-qE)cos37°,
设到达斜面底端时的速度为v1,根据动能定理,
(mg-qE)h-Ff=mv,
解得v1=2.4m/s.
(2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大,设此高度为h1,根据动能定理,
-(mg-qE)h1-Ff=mv,
代入数据解得h1≈0.10m.
(3)滑块最终将静止在斜面底端,因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功,即等于产生的热能,
Q=(mg-qE)h=0.96J.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止…”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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