如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg.整条链条均匀带电,总带电量Q=1.0×10
-6C,将链条放在离地足够高的水平桌面上.仅在水平桌面的上方存在匀强电场,电场强度E=2.0×10
7V/m.若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5(重力加速度取g=10m/s
2).试求:
(1)当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力.
(2)链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能.
考点分析:
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如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电量为q、动能为E
的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能.
(2)若粒子离开电场时动能为E
K′,求电场强度的大小?
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如图所示是放置在竖直平面内的游戏滑轨,有一质量m=2kg的小球穿在轨道上.滑轨由四部分粗细均匀的滑杆组成;水平轨道AB;与水平面间的成夹角θ=37
且长L=6m的倾斜直轨道CD;半径R=1m的圆弧轨道APC;半径R=3m的圆弧轨道BQED.直轨道与圆弧轨道相切,切点分别为A、B、D、C,E为最低点.倾斜轨道CD与小球间的动摩擦因数
,其余部分均为光滑轨道,取g=10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.现让小球从AB的正中央以初速度v
=10m/s开始向左运动,问:
(1)第一次经过E处时,轨道对小球的作用力为多大?
(2)小球第一次经过C点时的速度为多大?
(3)小球在运动过程中,损失的机械能最多为多少?
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宇宙中存在一些离其它恒星很远的四颗恒星组成的四星系统,通常可忽略其它星体对它们的引力作用.稳定的四星系统存在多种形式,其中一种是四颗质量相等的恒星位于正方形的四个顶点上,沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动;另一种如图所示,四颗恒星始终位于同一直线上,均围绕中点O做匀速圆周运动.已知万有引力常量为G,求:
(1)已知第一种形式中的每颗恒星质量均为m,正方形边长为L,求其中一颗恒星受到的合力.
(2)已知第二种形式中的两外侧恒星质量均为m、两内侧恒星质量均为M,四颗恒星始终位于同一直线,且相邻恒星之间距离相等.求内侧恒星质量M与外侧恒星质量m的比值
.
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如图所示,一带正电的粒子质量为m=6×10
-14kg,电量Q=6×10
-15C,该粒子以v
=1.0×10
2m/s的初速度从电场的下边界射入足够大的电场中,已知:场强1.0×10
4N/C,初速度与电场线夹角θ=120
.求:
(1)要使粒子在电场中做直线运动,除电场力外至少还要施加多大的外力(不计重力)?
(2)在此外力作用下,粒子运动途中两点间的电势差最大值是多少?
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如图所示,在水平地面上有一个长L=1.5m,高h=0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面的动摩擦因数μ=0.3.在它的上表面的左端放有一质量为m=4kg的小铁块,铁块与木箱的摩擦不计.开始它们均静止.现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N.(g=10m/s
2)问:
(1)经过多长时间铁块从木箱上滑落?
(2)铁块着地时与木箱右端的水平距离S.
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