如圖所示,一帶電為+q質量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上,當整個裝置處于一水平方向的勻強電場中時,小物塊恰處于靜止.若從某時刻起,電場強度減小為原來的1/2,求:(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)原來的電場強度
(2)場強變化后物塊的加速度
(3)場強變化后物塊下滑距離L時的動能.
分析:(1)對小物塊進行受力分析,小物塊受重力、斜面支持力和電場力三個力作用,電場力水平向右,根據(jù)小物塊受力平衡列方程可求電場力的大小,在勻強電場中電場力F=qE,在已知F和q的情況下,可以計算出E.
(2)電場強度減小為原來的
1
2
,則小物塊受到的電場力減小為原來的
1
2
,物塊受到的重力不變,支持力方向不變,小物塊在垂直于斜面方向所受合力為0,平行于斜面的方向的合力使物塊產(chǎn)生加速度.
(3)根據(jù)動能定理求解動能的變化.
解答:解:(1)如圖所示,小物塊受重力、斜面支持力和電場力三個力作用,受力平衡,則有
 在x軸方向:Fx=Fcosθ-mgsinθ=0
 在y軸方向:F合y=FN-mgcosθ-Fsinθ=0
 得qE=mgtan37°  故E=
3mg
4q

(2)場強變化后物塊所受合力為  F=mgsin37°-
1
2
qEcos37°
根據(jù)牛頓第二定律得 F=ma   
故代入解得 a=0.3g
(3)根據(jù)動能定理得:
物塊下滑距離L時的動能Ek=mgLsin37°-
1
2
qEL cos37°=0.3mgL
答:
(1)原來的電場強度為
3mg
4q

(2)場強變化后物塊的加速度為0.3g.
(3)場強變化后物塊下滑距離L時的動能是0.3mgL.
點評:正確受力分析,根據(jù)平衡列方程可得電場力F的大小,又因電場力F=qE,根據(jù)受力分析,運用牛頓第二定律進行解答即可.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一帶電為+q質量為m的小球,從距地面高h處以一定的初速水平拋出,在距拋出點水平距離為L處有根管口比小球略大的豎直細管,管的上口距地面
h2
.為了使小球能無碰撞地通過管子,可在管子上方整個區(qū)域內加一水平向左的勻強電場,求:
(1)小球的初速度;
(2)應加電場的場強;
(3)小球落地時的動能.

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如圖所示,一帶電為+q質量為m的小物快,處于一傾角為37°的光滑絕緣的固定斜面上,當整個裝置處于一水平方向的勻強電場中時,小物塊恰好處于靜止.若從某時刻起,只將電場強度大小減小為原來的一半,方向保持不變.求:
(1)原來電場強度的大小和方向.
(2)場強變化后,物塊的加速度大。
(3)場強變化后,物塊下滑距離L時其電勢能的變化.
(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g)

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精英家教網(wǎng)如圖所示,一帶電為+q質量為m的小球,從距地面高h處以一定的初速水平拋出,在距拋出點水平距離為L處有一根管口比小球略大的豎直細管,管的上口距地面
h2
.為了使小球能無碰撞地通過管子,可在管子上方整個區(qū)域內加一水平向左的勻強電場.試求:
(1)小球的初速度應為多大;
(2)應加電場的場強大;
(3)小球從拋出經(jīng)多長時間落到地面上.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一帶電為+q質量為m的小球,從距地面高h處以一定的初速水平拋出, 在距拋出點水平距離為L處有根管口比小球略大的豎直細管,管的上口距地面h/2。為了使小球能無碰撞地通過管子(即以豎直速度進入管子),可在管子上方整個區(qū)域內加一水平向左的勻強電場,(重力加速度為g)求:

(1)小球的初速度      

(2)應加電場的場強

(3)小球落地時的動能

 

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