Question

如圖所示，一帶電荷量為＋q、質量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：  

(1)水平向右電場的電場強度的大小；  

(2)若將電場強度減小為原來的，物塊的加速度是多大； 

(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時的動能.

Answer 1

解析　(1)小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，受力圖如圖所示，則有F_Nsin 37°＝qE①                                   

F_Ncos 37°＝mg②                   

由①②可得E＝                 

 (2)若電場強度減小為原來的，即E′＝   

由牛頓第二定律得mgsin 37°－qE′cos 37°＝ma③  

可得a＝0.3g.                      

(3)電場強度變化后物塊下滑距離L時，重力做正功，電場力做負功，由動能定理得mgLsin 37°－qE′Lcos 37°＝E_k－0④                      

可得E_k＝0.3mgL.