(18分)、如图所示,绝缘水平面上相k=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场,质量=0.1kg、带电量=+1×的滑块 (视为质点) 以=4m/s的初速度沿水平
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(18分)、如图所示,绝缘水平面上相k=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场,质量=0.1kg、带电量=+1×的滑块 (视为质点) 以=4m/s的初速度沿水平
题型:不详
难度:
来源:
(18分)、如图所示,绝缘水平面上相
k
=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场
,质量
=0.1kg、带电量
=+1×
的滑块 (视为质点) 以
=4m/s的初速度沿水平面向右进入电场区域,滑块与水平面间的动摩擦因数
=0.4,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(g取10m/
)
(1) 如果滑块不能离开电场区域,电场强度
的取值范围多大。
(2) 如果滑块能离开电场区域,请根据有关计算讨论后在
坐标中画出电场力对滑块所做的功
与电场力
的关系图象。
答案
(1)
(2)W=0
解析
(1)小滑块在摩擦力和电场力的作用下,向右做匀减速直线运动,设加速度为a,依题意和牛顿第二定律,有:
①……
又:
②……
③……3分
若小滑块不会从右侧离开电场区域,由匀变速直线运动规律,有:
④……
联立①②③④并代入数据得:
⑤……3分
若小滑块不会从左侧离开电场区域,必须满足:
≤f ⑥……
②⑤⑥可得:
⑦……2分
(2)如果小滑块会离开电场区域,电场力F必须满足:
F="qE=" 1×10
-7
×10
6
≤0.1N ⑧……
或 F=qE
=
1×10
-7
×4×10
6
>0.4N ⑨……2分
若F≤0.1N,小滑块将从右侧离开电场区域,此过程小滑块在电场中的位移s=1.6m,则电场力做功
⑩……2分
若F>0.4N,小滑块将从左侧离开电场区域,此过程小滑块在电场中的位移s=0,电场力做功为0,即W=0 ……2分
评分说明:正确作图共4分
本题结合电场力考查牛顿第二定律的应用,小滑块在摩擦力和电场力的作用下,向右做匀减速直线运动,判断出摩擦力方向,由牛顿第二定律可求得加速度大小,如果小滑块不会从右侧离开电场区域,由匀变速直线运动规律可求得加速度取值范围,同时得到电场强度的取值范围,如果小滑块不会从左侧离开电场区域,必须满足电场力小于等于最大静摩擦力,从而求得场强取值范围,同理如果小滑块会离开电场区域,电场力F必须小于等于0.1N或大于0.4N,根据这两个范围确定电场力做功的大小
举一反三
如图甲所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图乙所示.研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间的这个过程,并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点,则下列图象中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是( )
题型:不详
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(12分)质量为0.2kg的物体,以24m/s的初速度竖直上抛,由于空气阻力,经过2s到达最高点,设空气阻力恒定,取g=10m/s
2
,求:
(1)物体上升的最大高度;
(2)由最高点落回抛出点所用的时间。
题型:不详
难度:
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如右图所示,一质量为m,带电荷量为+q的物体处于场强按E=E
0
-kt(E
0
、k均为大于零的常数,取水平向右为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时,物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A.物体开始运动后加速度先增加,后保持不变
B.物体开始运动后加速度不断增加
C.经过时间
,物体的加速度达到最大
D.经过时间
,物体运动速度达最大值
题型:不详
难度:
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探究加速度和力、质量的关系的实验中装置长木板时,应在长木反上的不带定滑轮一端下面垫一块木板,反复移动木板的位置,直至小车在斜面上运动时,可以保持匀速直线运动状态,这样做的目的是
题型:不详
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用30N的水平外力F,拉一个静止放在光滑水平面上的的质量为20kg的物体,力作用3s消失,则5s末的速度和加速度分别是( )
A.v = 4.5m/s a=1.5m/s
2
B.v = 7.5m/s a=1.5m/s
2
C.v = 4.5m/s a="0"
D.v = 7.5m/s a="0"
题型:不详
难度:
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