(20分)如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为mA=0

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电场、电场力/2022-11-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(20分)如图所示,可视为质点的物块ABC放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,AB紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0. 40kg,其中A不带电,BC的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C,且保持不变。开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度大小为a=2.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0物体AB分离并且力F变为恒力。当A运动到斜面顶端时撤去力F
已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2g=10m/s2,sin37O =0.6,cos37O =0.8。求:
(1)未施加力F时物块BC间的距离;
(2)t0时间内库仑力做的功;
(3)力FA物块做的总功。

◎ 答案

(1)L1=1.0m
(2)
(3)J

◎ 解析

(1)末加FABC处于静止状态时,设BC间距离为L1,则CB的库仑斥力

AB为研究对象,由平衡条件得 
联立解得   L1=1.0m
(2)给A施加力F后, AB沿斜面向上做匀加速直线运动,CB的库仑斥力逐渐减小,AB之间的弹力也逐渐减小。经过时间t0,设BC间距离变为L2AB两者间弹力减小到零,两者分离,力F变为恒力。则此刻CB的库仑斥力为
 ①
B为研究对象,由牛顿第二定律有
 ②
联立①②解得   L2=1.2m
t0时间内库仑力做的功为W0,由功能关系有

代入数据解得         ③
(3)设在t0时间内,末速度为v1,力FA物块做的功为W1,由动能定理有
                            ④
                         ⑤
                  ⑥
                                                        ⑦
由③~⑦式解得  J
经过时间t0后,AB分离,力F变为恒力,对A由牛顿第二定律有
                   ⑧
FA物块做的功               ⑨
由⑧⑨式代入数据得  .0J
则力FA物块做的功J

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为mA=0…”主要考查了你对  【电场、电场力】  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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