(20分)如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上
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(20分)如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上
题型:不详
难度:
来源:
(20分)如图所示,可视为质点的物块
A
、
B
、
C
放在倾角为37
O
、长
L
=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数
μ
=0.5,
A
与
B
紧靠在一起,
C
紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为
m
A
=0.80kg、
m
B
=0. 40kg,其中
A
不带电,
B
、
C
的带电量分别为
q
B
=+4.0×10
-5
C、
q
C
=+2.0×10
-5
C,且保持不变。开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为
r
时,两点电荷具有的电势能可表示为
。现给
A
施加一平行于斜面向上的力
F
,使
A
在斜面上作加速度大小为
a
=2.5m/s
2
的匀加速直线运动,经过时间
t
0
物体
A
、
B
分离并且力
F
变为恒力。当
A
运动到斜面顶端时撤去力
F
。
已知静电力常量
k
=9.0×10
9
N·m
2
/C
2
,
g
=10m/s
2
,sin37
O
=0.6,cos37
O
=0.8。求:
(1)未施加力
F
时物块
B
、
C
间的距离;
(2)
t
0
时间内库仑力做的功;
(3)力
F
对
A
物块做的总功。
答案
(1)
L
1
=1.0m
(2)
(3)
J
解析
(1)末加
F
前
A
、
B
、
C
处于静止状态时,设
B
、
C
间距离为
L
1
,则
C
对
B
的库仑斥力
以
A
、
B
为研究对象,由平衡条件得
联立解得
L
1
=1.0m
(2)给
A
施加力
F
后,
A
、
B
沿斜面向上做匀加速直线运动,
C
对
B
的库仑斥力逐渐减小,
A
、
B
之间的弹力也逐渐减小。经过时间
t
0
,设
B
、
C
间距离变为
L
2
,
A
、
B
两者间弹力减小到零,两者分离,力
F
变为恒力。则此刻
C
对
B
的库仑斥力为
①
以
B
为研究对象,由牛顿第二定律有
②
联立①②解得
L
2
=1.2m
设
t
0
时间内库仑力做的功为
W
0
,由功能关系有
代入数据解得
③
(3)设在
t
0
时间内,末速度为
v
1
,力
F
对
A
物块做的功为
W
1
,由动能定理有
④
而
⑤
⑥
⑦
由③~⑦式解得
J
经过时间
t
0
后,
A
、
B
分离,力
F
变为恒力,对
A
由牛顿第二定律有
⑧
力
F
对
A
物块做的功
⑨
由⑧⑨式代入数据得
.0J
则力
F
对
A
物块做的功
J
举一反三
如图所示,
a
、
b
、
c
、
d
是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在平面平行。已知
a
点电势为16V,
b
点电势为20V,
d
点电势为8V。下列判断正确的是
A.c点电势高于a点电势
B.场强的方向由
b
指向
d
C.c点的电势为12V
D.若一电子从
b
运动到
c
,电场力做功为-4eV
题型:不详
难度:
|
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理论研究表明,无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场。现有两块无限大的均匀绝缘带电平板,正交放置如图所示,A
1
B
1
两面正电,A
2
B
2
两面负电,且单位面积所带电荷量相等(设电荷不发生移动)。图中直线A
1
B
1
和A
2
B
2
分别为带正电平面和带负电平面与纸面正交的交线,O为两交线的交点,C、D、E、F恰好位于纸面内正方形的四个顶点上,且CE的连线过O点。则下列说法中正确的是
A.C、E两点场强相同
B.D、F两点电势相同
C.电子从C点移到D点电场力做正功
D.在C、D、E、F四个点中电子在F点具有的电势能最大
题型:不详
难度:
|
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如图所示,点电荷+4
Q
与+
Q
分别固定在
A
、
B
两点,
C
、
D
两点将线段
AB
三等分,现有一个带负电的粒子从
C
点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在从
C
向
D
运动过程中的速度大小
v
与时间
t
的关系图可能是( )
题型:不详
难度:
|
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如图,在水平向右的匀强电场中,有一质量为
m
、带电量为-
q
的小球系于长为
L
的轻质细线一端,细线另一端固定悬挂在
O
点,细线处于水平伸直状态,场强大小
。现将小球从
A
点静止释放,则下列说法不正确的是( )
A.小球下落至最低点所用的时间为
B.小球在最低点对细线的拉力为5
mg
C.小球运动至
O
点左侧与
A
等高位置
B
时的速度为2
D.小球从释放至
O
点左侧与
A
等高位置
B
时,电势能增加2
EqL
题型:不详
难度:
|
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如图,绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中,环上
a、c
是竖直直径的两端,
b、d
是水平直径的两端,质量为
m
的带电小球套在圆环上,从
a
点由静止释放,沿
abc
运动到
d
点时的速度恰好为零。在
a
→
b
→
c
→
d
的过程中,小球
A.在
b
点的向心加速度最大
B.在
b
点的机械能最大
C.在
d
点的电势能最大
D.在
d
点的加速度为零
题型:不详
难度:
|
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