(原创)如图所示,粗糙程度均匀的固定绝缘平板下方O点有一电荷量为+Q的固定点电荷。一质量为m,电荷量为-q的小滑块以初速度v0从P点冲上平板,到达K点时速度恰好为零。已知O、

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

(原创)如图所示,粗糙程度均匀的固定绝缘平板下方O点有一电荷量为+Q的固定点电荷。一质量为m,电荷量为-q的小滑块以初速度v0从P点冲上平板,到达K点时速度恰好为零。已知O、P相距L,连线水平,与平板夹角为。O、P、K三点在同一竖直平面内且O、K相距也为L,重力加速度为g,静电力常量为k,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小滑块初速度满足条件

(1)若小滑块刚冲上P点瞬间加速度为零,求小滑块与平板间滑动摩擦系数;
(2)求从P点冲到K点的过程中,摩擦力对小滑块做的功;
(3)满足(1)的情况下,小滑块到K点后能否向下滑动?若能,给出理由并求出其滑到P点时的速度;若不能,给出理由并求出其在K点受到的静摩擦力大小。

◎ 答案

(1)       (2)       (3)能,见解析

◎ 解析


试题分析:(1)设刚冲上平板时库仑力大小为F,受力如图1,在x、y方向上分别有

       (2分)
         (2分)
其中,      (2分)
联立以上各式解得             (1分)
(2)P、K两点距Q距离相等,故两点处电势相等,则滑块从P到K电场做功为零      (1分)
从P到K,对滑块用动能定理
         (2分)
由几何关系可知    (1分)
解得     (1分)

(3分)从小车与障碍物相撞到小球第一次运动到最高点,对小球在K点,库仑力大小仍为F,设滑块能保持静止,受力如图2,在x、y方向分别有


解得,           (2分)

,故滑块会向下滑动   (1分)
下滑过程中,任意位置正压力都和上升时经过同一位置的正压力相等,故上下两个过程中摩擦力对滑块做的功相等,即          (1分)
同样地,下滑到P点过程中,电场力做功为零,对滑块用动能定理
        (2分)
解得       (1分)
由题目所给条件可知大于零,即滑块确能到达P点

◎ 知识点

    专家分析,试题“(原创)如图所示,粗糙程度均匀的固定绝缘平板下方O点有一电荷量为+Q的固定点电荷。一质量为m,电荷量为-q的小滑块以初速度v0从P点冲上平板,到达K点时速度恰好为零。已知O、…”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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐