如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3.6m,底端有一固定挡板,整个斜面置于匀强电场中,场强大小为E=1×106N/C,方向水平向右。现有一质量为m=1.1kg,电荷量为q=-1×

◎ 题目

如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3.6m,底端有一固定挡板,整个斜面置于匀强电场中,场强大小为E=1×106N/C,方向水平向右。现有一质量为m=1.1kg,电荷量为q=-1×10-6C的小物体,沿斜面顶端从静止开始下滑,小物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,且小物体与挡板碰撞时不损失机械能(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)小物体第一次与挡板碰撞前瞬间速度v的大小;
(2)小物体从静止开始下滑到最后停止运动通过的总路程s.

◎ 答案

(1)(2)

◎ 解析


试题分析:(1)对滑块受力分析,由力的平行四边形定则可求出滑动摩擦力的大小,再根据动能定理列出表达式,从而求出第一次碰撞时滑块的速度大小;
(2)由滑块与斜面摩擦产生热量,从而可求出第二次碰撞后回到水平面时比原来相比向右移动的距离;由于电场力大于重力沿斜面分力与滑动摩擦力之和,则滑块最终停在C处,从而由动能定理可求出总路程.
对物块进行受力分析,如图所示  

解法一:


根据牛顿第二定律得
 
联立代入数据得
 
             
     
    
解法二:在运动过程中重力、静电力、摩擦力做功,
根据动能定理得     
 

 
联立代入数据得
 
(2)整个过程中重力、静电力、摩擦力做功,
根据动能定理得

代入数据得
  
点评:考查动能定理、力的平行四边形定则,并让学生知道动能定理过程选取的重要性,同时搞清电场力、重力做功与路径无关,摩擦力做功与路径有关.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3.6m,底端有一固定挡板,整个斜面置于匀强电场中,场强大小为E=1×106N/C,方向水平向右。现有一质量为m=1.1kg,电荷量为q=-1×…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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