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如图所示,两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端,放在一个光滑的绝缘平面上,整体置于方向水平向右、大小为N/C的匀强电场中,甲的质量为kg,带电荷量为C,乙的质量为kg,带电荷量为C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块,t=3s时细绳断裂,不计滑块间的库仑力。试求:

(1)细绳断裂前,两滑块的加速度;

(2)由静止开始释放后的整个运动过程中,乙的电势能增量的最大值;

(3)当乙的电势能增量为零时,甲与乙组成的系统机械能的增量。

 

(1)(2)(3)

【解析】

试题分析:(1)取水平向右为正方向,将甲乙及细绳看作一个整体,根据牛顿第二定律:

(2)当乙发生的位移最大时,乙的电势能增量最大

细绳断裂前,甲乙发生的位移均为

细绳断裂后,乙物体的加速度,初速度

(3)当乙的电势能增量为零时,即乙回到了出发点,设绳子断裂后乙经过回到了出发点 求得

细绳断裂后,甲的加速度

甲继续发生的位移为

当乙回到出发位置时甲的总位移 (2分)

电场力对甲做的功(2分)

所以系统的机械能增量为

考点:本题考查牛顿第二定律、功能量守恒

 

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B.A、B间的电势差

C.小物块的质量

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A.轻绳对m做的功等于m增加的动能与m克服摩擦力所做的功之和

B. 重力对M做的功等于M减少的重力势能

C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加

D. 两滑块与轻绳组成的系统的机械能损失等于M、m克服摩擦力所做的功之和

 

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A.小于 B.大于 C.等于 D.等于2L

 

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