如图所示,光滑绝缘的水平面上,相隔2L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,aOb是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=L/2,一质量为m、电荷量

如图所示,光滑绝缘的水平面上,相隔2L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,aOb是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=L/2,一质量为m、电荷量

题型:月考题难度:来源:
如图所示,光滑绝缘的水平面上,相隔2L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,aOb是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=L/2,一质量为m、电荷量为q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动,在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用,当速度为零时,阻力也为零,当它运动到O点时,动能为初动能的n倍,运动到b点时刚好速度为零,然后返回往复运动,直至最后静止。已知静电力 恒量为k,设O处电势为零。求:
(1)a点的场强大小;
(2)阻力的大小;
(3)a点电势;
(4)电荷在电场中运动的总路程。
答案
解:(1)
(2)由于对称,φab,所以电荷从a点出发到b点过程中电场力做功为零,设从a到b点阻力做功为Wf,Wf=fL,则由动能定理
 
(3)设电荷从a到O点电场力做功为WF,阻力做功为1/2Wf,由动能定理


又WF=q(φa-φO
因为φO=0,所以φaq=WF

(4)最后点电荷必定停在O处,由能量守恒定律
 
举一反三
如图甲,在水平面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度为E、方向沿斜面向下的匀强电场中,一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m,带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变。设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度范围内,重力加速度为g。
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触时所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm的过程中弹簧的弹力所做的功W;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图像。图中横坐标上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)     
题型:福建省高考真题难度:| 查看答案
一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2t0时刻做的功是W2,则
[     ]
A.  
B.
C.
D.
题型:海南省高考真题难度:| 查看答案
2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO"推到A点放手,此后冰壶沿AO"滑行,最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO"=r,重力加速度为g。
(1)求冰壶在A 点的速率;
(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;
(3)若将BO"段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O"点,求A点与B点之间的距离。
题型:重庆市高考真题难度:| 查看答案
探究某种笔的弹跳问题时,把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分,其中内芯和外壳质量分别为m和4m。笔的弹跳过程分为三个阶段:①把笔竖直倒立于水平硬桌面,下压外壳使其下端接触桌面(如图a);②由静止释放,外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时,与静止的内芯碰撞(如图b);③碰后,内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处(如图c)。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小;
(2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间,弹簧做的功;
(3)从外壳下端离开桌面到上升至h2处,笔损失的机械能。
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物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是
[     ]
A.在0-1s内,合外力做正功
B.在0-2s内,合外力总是做负功
C.在1-2s内,合外力不做功
D.在0-3s内,合外力总是做正功
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