如图所示,半径为R的14光滑圆弧轨道竖直放置,下端恰与金属板上表面平滑连接.金属板置于水平地面上,板足够长,质量为5m,均匀带正电q;现有一质量为m的绝缘小滑块(可视为质
◎ 题目
如图所示,半径为R的
(1)滑块滑到圆弧轨道末端时的速度v0; (2)金属板在水平地面上滑行的最终速度v; (3)若从滑块滑上金属板时开始计时,电场存在的时间为t,求电场消失后,金属板在地面上滑行的距离s与t的关系. |
◎ 答案
(1)滑块滑到轨道末端,有mgR=
可得,滑块速度为 v0=
(2)滑块滑上金属板瞬间,金属板竖直上受力 F=qE=6mg=(m+5m)g,可知板不受地面摩擦力,滑块与金属板组成的系统动量守恒. mv0=(m+5m)v 可得金属板在水平地面上滑行的最终速度为v=
(3)设ts末滑块与金属板恰好共速,则对滑块,有 v-v0=at 又-μmg=ma 可得运动时间t=
①当t≥
-μ(m+5m)gs=0-
则可得金属板滑行距离s=
②当0<t< |