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(16分)如图10所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬...

(16分)如图10所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳与竖直方向的夹角θ=53°,绳长为l,B、C、D到O点的距离均为l,BD水平,OC竖直.BO=CO=DO=l.

(1)将小球移到B点,给小球一竖直向下的初速度vB,小球                  

到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力,求vB的大小.

(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,求:小球首次经过悬点O正下方时的速率.(计算结果可带根号,取sin53°=0.8)

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(1) (2) 【解析】(1)小球由B点到C点的过程中 (mg-Eq)l=mvC2-mvB2 由在C点绳中的拉力恰等于小球重力知 FC-mg=m,则vC=0 由在A点小球处于平衡知: Eq=mgtan53°=mg, 所以vB=. (2)小球由D点静止释放后沿与竖直方向夹角θ=53°的方向做匀加速直线运动,直至运 动到O点正下方的P点,OP距离h=lcot53°=l. 在此过程中,绳中张力始终为零,故此过程中的加速度a和位移x分别为a==g,x ==l,所以小球到达悬点正下方时的速率v==.
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考点分析:
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(14分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面   

的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与

x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C、质量m

=1.0×10-2 kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,

x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图9所示.求物块最终停

止时的位置.(g取 10 m/s2)

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如图11-1-3所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于

x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图

中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x

轴上四个特定的位置.现在把乙分子从a处静止释放,若规

定无穷远处分子势能为零,则:

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 (1)匀强电场场强的大小;

(2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中,电场力做的功;

(3)小球在h高度处的动能.

 

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(12分)如图11所示,长L=1.2 m、质量M=3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1 kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N. 取g=10 m/s2,斜面足够长.求:

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(1)物块经多长时间离开木板?

(2)物块离开木板时木板获得的动能.                        

(3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.

 

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