Question

如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，求：（重力加速度为g）        

(1)原来的电场强度；

(2)场强改变后，物块运动的加速度．

（3）电场改变后物块运动经过L的路程过程机械能的变化量。

Answer 1

【知识点】力与电场相结合的综合应用题—共点力平衡条件、牛顿第二定律、功和能的关系的综合应用。C5、I3、I7。

【答案解析】答案：(1)  (2) ，方向沿斜面向下（3）。解析：（1）对小球进行受力分析，图略。由图可列方程如下：，。两式联立得：。（2）若时，由受力图（图略）进行正交分解得列方程如下：，将E代入得：沿斜面向下。（3）在运动过程中，重力做功不改变系统的机械能，电场力做负功，系统机械能减少，则有：，负号表示减少。

【思路点拨】本题求解的关键是受力分析，开始列平衡方程求原来的电场强度。当电场强度改变后，进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律列动力学方程求带电物块的加速度。最后要分析清楚重力做功不改变机械能，只有电场力做功才能改变机械能，依做功的表达式求出机械能的变化量。