Question

（14分）如圖，足夠長斜面傾角θ=30°，斜面上OA段光滑，A點下方粗糙且，水平面上足夠長OB段粗糙且μ2=0.5，B點右側(cè)水平面光滑。OB之間有與水平方向β（β已知）斜向右上方的勻強電場E=×105V/m�？梢暈橘|(zhì)點的小物體C、D質(zhì)量分別為mC=4kg，mD=1kg，D帶電q= +1×10-4C，用輕質(zhì)細線通過光滑滑輪連在一起，分別放在斜面及水平面上的P和Q點由靜止釋放，B、Q間距離d=1m，A、P間距離為2d，細繩與滑輪之間的摩擦不計。（sinβ=，cosβ=，g=10m/s2），求：

（1）物體C第一次運動到A點時速度；

（2）物塊D運動過程中電勢能變化量的最大值。

 

Answer 1

（1）2m/s；（2）50J

【解析】

試題分析：（1）對D進入電場受力分析可得：，所以，（2分）

所以D在OB段不受摩擦力，設(shè)C物體到A點速度為v0，由題知釋放后C物將沿斜面下滑，C物從P到A過程，對CD系統(tǒng)由動能定理得： ，（2分）

解得： （2分）

（2）由題意，C經(jīng)過A點后將減速下滑至速度為0后又加速上滑，設(shè)其減少下滑加速度大小為，向下運動的時間為，發(fā)生的位移為，對物體C：

（2分）

對物體D： （2分）

[整體法列方程直接求出加速度也給4分]

（2分）

D從開始運動到最左端過程中： （2分）

所以電勢能變化量的最大值為50J

考點：動能定理、牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律