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如图所示,粗糙绝缘水平面AB与半径足够大的光滑绝缘圆弧面BC平滑相接于B,BC弧...

如图所示,粗糙绝缘水平面AB与半径足够大的光滑绝缘圆弧面BC平滑相接于B,BC弧的圆心O与β的连线和竖直方向成37°,水平面上方存在水平向右的匀强电场.在BC上的M点自由释放一个带正电的小滑块,滑块沿弧面滑到水平面上,最远能够到达距B为xo=0.4m的N点.此后,滑块又向右运动,越过B滑上圆弧面,到达最高处后又开始下滑…如此往复,最终停在B处.已知滑块质量m=l.2kg,与水平面之间的滑动摩擦因数μ=0.25,受到的电场力qE=manfen5.com 满分网mg,滑块经过B前后速率不变,M点到水平面的高度h=0.50m,g取10m/s2.求:
(l)滑块由M运动到N的过程中,电势能的最大改变量;
(2)滑块在整个运动过程中,在水平面AB上运动的总路程.

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电势能的改变是通过电场力做功来量度的. 对滑块进行运动过程分析,运用动能定理研究第1次由M到N的过程,求出电场力做功. 运用动能定理研究滑块从N向右运动到B静止的全过程,求出滑块在水平面AB上运动的路程. 【解析】 (1)滑块第1次由M到N的过程中,电场力做功为W1,电势能的改变量最大,根据动能定理有: mgh+W1-μmgx=0 解得:W1=-4.8J                电势能增加,最大增量为4.8J                        (2)滑块从N向右运动到B静止的全过程中,在水平面AB上运动的总路程为x1,根据动能定理有: qEx-μmgx1=0 代入数据得:x1=1.2m                    滑块整个运动过程中,在水平面AB上运动的总路程:x=x1+x=1.6m      答:(l)滑块由M运动到N的过程中,电势能的最大改变量为4.8J; (2)滑块在整个运动过程中,在水平面AB上运动的总路程为1.6m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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