如圖所示,傾角θ=37°的絕緣斜面底端與粗糙程度相同的絕緣水平面平滑連線.其中,水平面處在豎直向下的勻強電場中...
問題詳情:
如圖所示,傾角θ=37°的絕緣斜面底端與粗糙程度相同的絕緣水平面平滑連線.其中,水平面處在豎直向下的勻強電場中;斜面處在水平向右勻強電場中,場強的大小均為E.今讓一個帶電金屬塊從斜面頂端由靜止開始下滑,已知在金屬塊下滑到斜面底端的過程中動能增加了⊿Ek=8J,金屬塊克服摩擦力做功Wf=12J,重力做功WG=36 J,設在整個運動過程中金屬塊的帶電量保持不變.(取g=10m/s2 ;sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)在上述過程中電場力所做的功W電;
(2)滑塊與斜面之間的動摩擦因數μ;
(3)若已知勻強電場的場強E=1×105V/m,金屬塊所帶的電量q=1×10-5C.則金屬塊在水平面上滑行的距離L2為多長?
【回答】
(1)- 16J,負功 (2)μ=0.2 (3)10m
【解析】
試題分析:(1)滑塊從斜面頂端下滑到斜面底端的過程中,由動能定理:
WG-Wf + W電=⊿Ek 2分
W電=" -" 16J,負功. 2分
(2)設斜面長度為L1,滑塊從斜面頂端下滑到斜面底端的過程中受力如圖.
其中重力做功WG=mgL1sin37°=36 ……①
摩擦力做功為:Wf=μ(mgcos37°+Eq sin37°)L1=12 ……②
克服電場力做功為:W電=EqL1 cos37°=16 ……③
由①③可得:mg=3Eq ……④
將④代入②並結合①可得:
(3)滑塊從斜面底端向左滑行的過程中,有:
-μ(mg+Eq)L2=-⊿Ek ……⑤
由④⑤可得:L2=10m(4分)
考點:動能定理、功能關係
【名師點睛】
知識點:摩擦力
題型:解答題
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