(原創(chuàng))如圖所示,粗糙程度均勻的固定絕緣平板下方O點有一電荷量為+Q的固定點電荷。一質(zhì)量為m,電荷量為-q的小滑塊以初速度v0從P點沖上平板,到達K點時速度恰好為零。已知O、P相距L,連線水平,與平板夾角為。O、P、K三點在同一豎直平面內(nèi)且O、K相距也為L,重力加速度為g,靜電力常量為k,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,小滑塊初速度滿足條件

(1)若小滑塊剛沖上P點瞬間加速度為零,求小滑塊與平板間滑動摩擦系數(shù);
(2)求從P點沖到K點的過程中,摩擦力對小滑塊做的功;
(3)滿足(1)的情況下,小滑塊到K點后能否向下滑動?若能,給出理由并求出其滑到P點時的速度;若不能,給出理由并求出其在K點受到的靜摩擦力大小。
(1)       (2)       (3)能,見解析

試題分析:(1)設(shè)剛沖上平板時庫侖力大小為F,受力如圖1,在x、y方向上分別有

       (2分)
         (2分)
其中,      (2分)
聯(lián)立以上各式解得             (1分)
(2)P、K兩點距Q距離相等,故兩點處電勢相等,則滑塊從P到K電場做功為零      (1分)
從P到K,對滑塊用動能定理
         (2分)
由幾何關(guān)系可知    (1分)
解得     (1分)

(3分)從小車與障礙物相撞到小球第一次運動到最高點,對小球在K點,庫侖力大小仍為F,設(shè)滑塊能保持靜止,受力如圖2,在x、y方向分別有


解得,           (2分)

,故滑塊會向下滑動   (1分)
下滑過程中,任意位置正壓力都和上升時經(jīng)過同一位置的正壓力相等,故上下兩個過程中摩擦力對滑塊做的功相等,即          (1分)
同樣地,下滑到P點過程中,電場力做功為零,對滑塊用動能定理
        (2分)
解得       (1分)
由題目所給條件可知大于零,即滑塊確能到達P點
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,水平勻強電場的電場強度為E,一個帶電小球質(zhì)量為m,輕質(zhì)的絕緣細線長為L,靜止時小球位于A點,細線與豎直方向成30°角, 求:

(1)小球帶何種電荷?電荷量多少?(5分)
(2)現(xiàn)將小球拉回到豎直方向(圖中B點),后由靜止釋放,小球通過A點位置時的速度大小是多少?(5分)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(9分)如圖所示,用同樣材料制成的一個軌道,AB段為1/4圓弧,半徑為R=2m,水平放置的BC段長度也為R,一小物塊質(zhì)量為m=1Kg,與軌道間動摩擦因數(shù)為µ=0.2,當它從軌道頂端A由靜止下滑時,恰好運動到C點靜止,求物體在AB段克服摩擦力所做的功。(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在豎直向上的勻強電場中,有一絕緣輕質(zhì)彈簧豎直固定于水平地面上,上面放一帶
正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止,F(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運動(不計空氣阻力),在小球由靜止到剛離開彈簧的過程中,重力、電場力、彈力對小球所做功的數(shù)值分別為J、J、J,則上述過程中
A.小球的機械能增加J
B.小球的電勢能增加J
C.小球離開彈簧瞬間的動能為J
D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(9分)如圖所示,ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道,BC段水平,AB段與BC段平滑連接.質(zhì)量為m的小球從高為h處由靜止開始沿軌道下滑,與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為km的小球發(fā)生碰撞,碰撞前后兩小球的運動方向處于同一水平線上。求:

(1)若兩小球碰撞后粘連在一起,求碰后它們的共同速度;
(2)若兩小球在碰撞過程中無機械能損失,為使兩小球能發(fā)生第二次碰撞,求k應滿足的條件。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

水平傳送帶勻速運動,速度大小為v,現(xiàn)將一小工件輕放到傳送帶上,當它在傳送帶上滑動一段距離后速度達到v而與傳送帶保持相對靜止。設(shè)工件質(zhì)量為m,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,則在工件相對傳送帶滑動的過程中(  )
A.滑動摩擦力對工件做的功為mv2
B.傳送帶克服摩擦力做的功mv2/2
C.工件相對于傳送帶滑動的路程v2/2μg
D.工件機械能的增加量為mv2/2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平面射中木塊,并最終留在木塊終于木塊一起以速度v運動,已知當子彈相對木塊靜止時,木塊前進距離L,子彈進入木塊的深度為s,此過程經(jīng)歷的時間為t。若木塊對子彈的阻力f視為恒定,則下列關(guān)系式中正確的是
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形光滑軌道,軌道半徑為R,A端與圓心等高,AD為水平面,B點在圓心的正下方,一小球m自A點正上方由靜止釋放,自由下落至A點進入軌道,小球巧好能夠通過最高點C,求:

(1)小球到B點時的速度vB;
(2)釋放點距A的豎直高度h;
(3)落點D與A的水平距離s。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度由A點沖上傾角為30°的固定斜面,做勻減速直線運動,其加速度的大小為g,在斜面上上升的最大高度為h,則在這個過程中,物體(     )
A.機械能損失了mghB.動能損失了2mgh
C.動能損失了D.機械能損失了

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