如圖所示,在絕緣水平面上,有相距為L的A、B兩點(diǎn),分別固定著兩個帶電荷量均為Q的正電荷.O為AB連線的中點(diǎn),a、b是AB連線上兩點(diǎn),其中Aa=Bb=L/4.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動能Ek0從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b運(yùn)動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時的動能為2Ek0,第一次到達(dá)b點(diǎn)時的動能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),已知靜電力常量為k.求:
(1)小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大小.
(2)小滑塊剛要到達(dá)b點(diǎn)時加速度的大小和方向.
(3)小滑塊運(yùn)動的總路程s
分析:(1)ab兩點(diǎn)電勢相等,故電場力不做功,只有摩擦力做功,則由動能定理可求得摩擦力的大;
(2)滑塊在b點(diǎn)時,受A、B的庫侖力及摩擦力,由牛頓第二定律可求得加速度;
(3)由題意可知物體應(yīng)停在O點(diǎn),由動能定理可求得從a到o點(diǎn)時電場力所做的功,則對全程由動能定理可求得滑塊滑動的總路程.
解答:解:
(1)a點(diǎn)與b點(diǎn)等勢,小滑塊第一次由a到b,由動能定理有-Ff?2
L
4
=0-Ek0

求得:
小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大小Ff=
2Ek0
L
;
(2)小滑塊剛要到b時,受庫侖力   FA=k
Qq
(
3L
4
)
2

FB=k
Qq
(
L
4
)
2

在b點(diǎn),由牛頓第二定律有:FB+Ff-FA=ma,解得:
b點(diǎn)時的加速度為a=
128kQq
9mL2
+
2Ek0
mL
;
(3)由a第一次到o時靜電力做功為W,有:-Ff
L
4
+W=2Ek0-Ek0

由a開始到最后停在O點(diǎn),有:W-Ffs=0-Ek0
由以上二式得:s=
5L
4

小滑塊運(yùn)動的總距離為
5
4
L
點(diǎn)評:電場中的動能定理的應(yīng)用要注意電場力做功和路徑無關(guān),只和初末兩點(diǎn)的電勢差有關(guān),故很容易可求得電場力的功.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,在絕緣水平面上,相距為L的A、B兩點(diǎn)處分別固定著兩個等量正電荷.a(chǎn)、b是AB連線上兩點(diǎn),其中Aa=Bb=
L4
,O為AB連線的中點(diǎn).一質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動能E0從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b運(yùn)動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時的動能為初動能的n倍(n>1),到達(dá)b點(diǎn)時動能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),求:
(1)小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ.
(2)Ob兩點(diǎn)間的電勢差UOb
(3)小滑塊運(yùn)動的總路程s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?德陽模擬)如圖所示,在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3kg的帶電滑塊A,所帶電荷量q=1.0×10-7C.在滑塊A的左邊L=0.3m處放置一個不帶電的絕緣滑塊B,質(zhì)量M=4.0×10-3kg,B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸(不連接)且彈簧處于自然狀態(tài),彈簧原長S=0.05m.如圖所示,在水平面上方空間加一水平向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小為E=4.0×105N/C,滑塊A由靜止釋放后向左滑動并與滑塊B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運(yùn)動并一起壓縮彈簧至最短處(彈性限度內(nèi)),此時彈性勢能E0=3.2×10-3J,此后兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小不計(jì),與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,g取10m/s2.求:
(1)兩滑塊碰撞后剛結(jié)合在一起的共同速度v;
(2)兩滑塊被彈簧彈開后距豎直墻壁的最大距離s.

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(2008?天津模擬)如圖所示,在絕緣水平面上固定兩個等量同種電荷A、B,在AB連線上的P點(diǎn)釋放一帶電滑塊,則滑塊會由靜止開始一直向右運(yùn)動到AB連線上的另一點(diǎn)M而靜止.則以下判斷正確的是( 。

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(2012?黃埔區(qū)模擬)如圖所示,在絕緣水平面上A、B兩點(diǎn)分別固定一個電荷量相等的同種點(diǎn)電荷,在AB連線上靠近A點(diǎn)的P點(diǎn)由靜止釋放一個帶電小滑塊,滑塊會由靜止開始一直向右運(yùn)動到AB連線上的某一點(diǎn)M(圖中沒有畫出)而靜止不動.下列說法中正確的是(  )

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(2008?廣州一模)如圖所示,在絕緣水平面上,相距為L的A、B兩點(diǎn)分別固定著等量正點(diǎn)電荷.O為AB連線的中點(diǎn),C、D是AB連線上兩點(diǎn),其中AC=CO=OD=DB=
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L
.一質(zhì)量為m電量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動能E0從C點(diǎn)出發(fā),沿直線AB向D運(yùn)動,滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時的動能為n E0(n>1),到達(dá)D點(diǎn)時動能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),求:
(1)小滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)C、O兩點(diǎn)間的電勢差UCO;
(3)小滑塊運(yùn)動的總路程S.

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