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如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q...

如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q且均匀分布.在水平面上O点右侧有匀强电场,场强大小为E,其方向为水平向左,BO距离为x,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动.求:
(1)棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向;
(2)棒在运动过程中的最大动能.
(3)棒的最大电势能.(设O点处电势为零)

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(1)棒的B端进入电场L时,分析棒的受力情况:向右的恒力QE,向左的电场力,根据牛顿第二定律求解加速度; (2)棒进入电场的过程中,恒力先大于电场力,后恒力小于电场力,棒先做加速运动后做减速运动,当恒力与电场力平衡时,速度最大,由平衡条件求出棒进入电场的距离,由动能定理求解最大动能; (3)棒减速到零时,棒可能全部进入电场,也可能不能全部进入电场,分情况进行讨论,根据动能定理求出棒进入电场的距离,由电场力做功求出电势能的最大值. 【解析】 (1)根据牛顿第二定律,得 解得 ,方向向右. (2)设当棒进入电场x时,其动能达到最大,则此时棒受力平衡,有   解得 x=L 由动能定理得:   (3)棒减速到零时,棒可能全部进入电场,也可能不能全部进入电场,设恰能全部进入电场, 则有:, 得 x=L; 当x<L,棒不能全部进入电场,设进入电场x 根据动能定理得 解之得: 则  当x>L,棒能全部进入电场,设进入电场x     得: 则 答:(1)棒的B端进入电场L时的加速度大小为,方向向右; (2)棒在运动过程中的最大动能是. (3)棒的最大电势能可能是、和.
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考点分析:
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音符C调频率f(Hz)玻璃片长度l(mm)
低音区5392290
6440274
7494258
中音区1523251
2587237
3659224
4698217
5784205
6880194
7988183
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(2)图线①、②、③在图(c)中表示为   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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