在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷,两电荷的位置坐标如图(甲)所示,已知B处电荷的电量为+Q.图(乙)是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象
◎ 题目
在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷,两电荷的位置坐标如图(甲)所示,已知B处电荷的电量为+Q.图(乙)是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象,图中x=L点为图线的最低点,x=-2L处的纵坐标φ=φ0,x=0处的纵坐标φ=
(1)固定在A处的电荷的电量QA; (2)为了使小物块能够到达x=2L处,试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数μ所满足的条件; (3)若小物块与水平面间的动摩擦因数μ=
(4)试画出μ取值不同的情况下,物块在AB之间运动大致的速度-时间关系图象. |
◎ 答案
(1)由图(乙)得,x=L点为图线的最低点,切线斜率为零, 即合场强E合=0 所以
得
解得QA=4Q; (2)物块先做加速运动再做减速运动,到达x=2L处速度vt≥0 从x=-2L到x=2L过程中,由动能定理得: qU1-μmgs1=
即q(φ0-
解得μ≤
(3)小物块运动速度最大时,电场力与摩擦力的合力为零,设该位置离A点的距离为lA 则:
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