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如图,空间有一水平向右的匀强电场.一质量为m,电量为+q的滑块随同质量为M,倾角为α的绝缘斜面体在光滑水平面上向右运动,且滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,重力加速度为g.求:
(1)滑块对斜面体的压力
(2)系统的加速度大小
(3)匀强电场的场强
(4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能怎样变化.

解:设系统加速度为a,斜面与滑块的相互作用力为N和N′.两物体受力如图所示
(1)滑块与斜面体间没有摩擦力,由牛顿第二定律,
对滑块,竖直方向:Ncosα=mg ①
由牛顿第三定律得 N′=N ②
联立①②得
(2)对斜面体,水平方向:N′sinα=Ma ④
联立③④解得
(3)对整体:qE=(m+M)a ⑥
联立⑤⑥得
(4)斜面体发生位移s的过程中,电场力对滑块做正功 W=qEs ⑧
联立⑦⑧解得
根据功能关系得:系统电势能减少
答:(1)滑块对斜面体的压力为
(2)系统的加速度大小为
(3)匀强电场的场强为
(4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能减小
分析:(1)对滑块受力分析,滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,说明无摩擦力,利用竖直方向平衡列式求解;
(2)斜面体受力分析,利用牛顿第二定律列式求解;
(3)整体受力分析,利用牛顿第二定律列式求解;
(4)电场力对系统做正功,系统电势能减小,根据功公式W=FS和功能关系可计算减小的电势能.
点评:本题考察牛顿第二定律及电场力做功和电势能之间的关系,另外一定要注意对于连接体问题一般采用整体隔离法.
练习册系列答案
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如图所示,OO'右侧的空间有一水平向右的匀强电场.一个可视为质点的带负电的小滑块,质量m=0.4kg,带电量为q=2×10-2C,以初速度v0=5m/s从粗糙平面上的A点开始向右运动,经B处从边界OO'进入电场,运动到C处速度减为零.滑块运动中电量不变,与平面之间的动摩擦因数μ=0.25,AB间距离L=1.5m,AC间距离S=4m.求匀强电场的电场强度E及BC两点间的电势差UBC.(计算中g取10m/s2

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(2013?广东模拟)如图,空间有一水平向右的匀强电场.一质量为m,电量为+q的滑块随同质量为M,倾角为α的绝缘斜面体在光滑水平面上向右运动,且滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,重力加速度为g.求:
(1)滑块对斜面体的压力
(2)系统的加速度大小
(3)匀强电场的场强
(4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能怎样变化.

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如图,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、带电量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动,刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平C点,与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小颗粒运动至D处刚好离开水平面,然后沿曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α=30°,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)AD之间的水平距离d;
(3)小颗粒在轨迹DP上的最大速度vm

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如图,空间有一水平向右的匀强电场。一质量为m,电量为+q的滑块随同质量为M,倾角为α的绝缘斜面体在光滑水平面上向右运动,且滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,重力加速度为g。求:

(1)滑块对斜面体的压力

(2)系统的加速度大小

(3)匀强电场的场强

(4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能怎样变化

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