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在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C、质量m=1.0×10-2 kg的绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图所示.求物块最终停止时的位置.(g取10 m/s2)

 


解析:物块先在电场中向右减速,设运动的位移为x1,由动能定理得:-(qE+μmg)x1=0-m

所以x1=,

代入数据得x1=0.4 m

可知,当物块向右运动0.4 m时速度减为零,因物块所受的电场力F=qE=0.03 N>f=μmg=0.02 N,所以物块将沿x轴负方向加速,跨过O点之后在摩擦力作用下减速,最终停止在O点左侧某处,设该点距O点距离为x2,则对全过程由动能定理得-μmg(2x1+x2)=0-m.解得x2=0.2 m.

答案:在O点左侧距O点0.2 m处

点评 因电场力做功与路径无关,全过程运用动能定理时,不用计算电场力做的功.但是滑动摩擦力做功与运动路径有关,要用物体运动的路程与滑动摩擦力的乘积计算.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,两小球AB完全相同,从同一高度处A以初速度v0水平抛出,同时B由静止释放作自由落体运动。关于AB从开始运动到落地过程,下列说法中正确的是

A.两球通过的位移大小相等

B.重力对两小球做功相同

C.重力对两小球做功的平均功率相同

D.落地时,重力对两小球做功的瞬时功率相同

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如图所示,长均为d的两正对平行金属板MNPQ水平放置,板间距离为2d,板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v0射入,恰沿直线从NQ的中点A射出;若撤去电场,则粒子从M点射出(粒子重力不计).以下说法正确的是(  )

A.该粒子带正电

B.该粒子带正电、负电均可

C.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为2v0

D.若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为 v0

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一根长为l的丝线吊着一质量为m,带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g).求:(sin 37°=0.6,

cos 37°=0.8)

(1)匀强电场的电场强度的大小;

(2)小球经过最低点时受到的拉力大小.

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如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有(  )

A.带正电的矿粉落在右侧

B.电场力对矿粉做正功

C.带负电的矿粉电势能变大

D.带正电的矿粉电势能变小

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水平放置的平行板电容器两板间的电压为U,板间距离为d,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入,不计重力.粒子的入射初速度为v0时,它恰好能穿过电场而不碰到金属板.现在使该粒子以v0/2的初速度以同样的方式射入电场,下列情况正确的是(  )

A.该粒子将碰到金属板而不能飞出

B.该粒子仍将飞出金属板,在金属板内的运动时间将变为原来的2倍

C.该粒子动能的增量将不变

D.该粒子动能的增量将变大

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如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:

(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;

(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α;

(3)粒子打到屏上的点到O点的距离Y.

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—个物体以角速度ω做匀速圆周运动时.下列说法中正确的是: (    )

A.轨道半径越大线速度越大    B.轨道半径越大线速度越小

C.轨道半径越大周期越大      D.轨道半径越大周期越小

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如图所示,Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是(     )

A.若两电荷是异种电荷,则OM的中点与ON的中点电势一定相等

B.若两电荷是异种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,而与HG上各点相比是最大的

C.若两电荷是同种电荷,则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同

D.若两电荷是同种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,与HG上各点相比是最大的

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