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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场,一质量为m,带电量为+q的滑块(可看成点电荷),从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ.
(1)若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相同,求该区域的电场强度大小与方向,以及滑块滑出该区域的速度;
(2)若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块滑出该区域的速度等于滑块的初速度v0,求该区域的电场强度大小与方向;
(3)若将该区域电场改为竖直方向,测出滑块到达出口处速度为
v0
2
(此问中取v0=2


μgL
),再将该区域电场反向后,发现滑块未能从出口滑出,求滑块所停位置距左边界多远.
答案
(1)滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相等,说明滑块在电场区域做匀速直线运动,
由平衡条件得:qE=μmg,解得:E=
μmg
q
,方向水平向右,
滑块进入电场前,由动能定理得:-μmgL=
1
2
mv2-
1
2
mv02
解得:v=


v20
-2μgL

(2)从滑块开始运动到出电场区域,
由动能定理得:-μmg•2L+qEL=
1
2
mv02-
1
2
mv02
解得:E=
2μmg
q
,方向水平向右;
(3)由题意知,第一次电场方向竖直向上,
由动能定理得:-μmgL-μ(mg-qE)L=
1
2
m(
v0
2
2-
1
2
mv02
第二次电场反向后,设滑块停在距离左边界s处,
由动能定理得:-μmgL-μ(mg+qE)s=0-
1
2
mv02
已知v0=2


μgL
,解得:s=
2
3
L;
答:(1)该区域的电场强度大小为
μmg
q
,方向:水平向右;滑块滑出该区域的速度为


v20
-2μgL

(2)该区域的电场强度大小为:
2μmg
q
,方向:水平向右;
(3)滑块所停位置距左边
2
3
L处.
核心考点
试题【如图所示,在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场,一质量为m,带电量为+q的滑块(可看成点电荷),从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域,】;主要考察你对动能定理及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
一根质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上,有一部分悬挂在桌边,挂在桌边部分长为总链长的
1
3
,设链条长为L,若要将悬挂部分拉回桌面至少需做功______.
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如图a所示,倾角θ=37°的粗糙斜面足够长,其下端与一个光滑的圆弧面相切,圆弧的半径r=0.2m,圆弧的左侧最高点与圆心O等高.在圆弧的最低点C安装有一个压力传感器(也认为光滑且不影响圆弧的平整度和弧度),现从距斜面底端不同高度h处静止释放一小物块(可以看作质点),压力传感器测出的数值与高度h之间的函数图象如图b所示.求:
(1)物体的质量m和斜面与物体之间的动摩擦因数μ
(2)若物体从h=2m处,以v0=3m/s的初速度沿斜面向上运动,求物体在斜面上运动过的总路程.(结果保留2位有效数字)
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雪橇是一种深受青少年喜爱的雪上运动器材.在一次滑雪运动中,某同学坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s,人和雪橇的总质量为60kg.已知g=10m/s2.求:
(1)下滑过程中,合外力对人和雪橇做的功;
(2)下滑过程中,人和雪橇克服阻力做的功.
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在竖直平面内,有一光滑的弧形轨道AB,水平轨道BC=3m.质量m=1kg的物体,从弧形轨道A点无初速滑下,经过B点,最后停在C点.A点距水平轨道高h=0.80m(g=10m/s2).
求:(1)物体滑至B点的速度大小.
(2)在BC段摩擦力做多少功?
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如图所示,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,把物块释放,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点,求:
(1)弹簧对物块的弹力做的功;
(2)物块从B至C克服摩擦阻力所做的功;
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小.
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