Question

18．如圖所示，在水平勻強電場中，一電荷量q=1.0×10^-6C、質(zhì)量m=1.0g的滑塊在電場力的作用下沿高度h=5.0m的絕緣粗糙水平臺向右做勻速直線運動，滑塊落地點到平臺邊緣的水平距離x=5.0m．已知滑塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，g=10m/s²，求：
（1）電場強度E．
（2）滑塊離開水平臺后在水平方向和豎直方向的運動類型．
（3）滑塊在平臺上運動的速度v₀．
（4）滑塊落地時的動能．

Answer 1

分析 （1）利用共點力平衡求的電場強度；
（2）根據(jù)物體的受力分析判斷物體的運動；
（3）根據(jù)運動學公式速度；
（4）根據(jù)動能定理求的末動能

解答 解：（1）滑塊做勻速直線運動，故有：
Eq=μmg
解得：E=$\frac{μmg}{q}=\frac{0.3×0.001×10}{1×1{0}^{-6}}V/m=3×1{0}^{3}V/m$
（2）滑塊離開水平后在水平方向只受電場力，故做勻加速直線運動，在豎直方向上只受重力，做自由落體
（3）在豎直方向上有：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$t=1s
水平方向加速度為：$a=\frac{qE}{m}=3m/{s}^{2}$
在水平方向上有：X=V₀t+$\frac{1}{2}$at²
代入數(shù)據(jù)解得：V₀=3.5m
（4）滑塊落地時由動能由定理有：mgh+EqX=E-$\frac{1}{2}$mV²
則有：E=7.1125×10^-2 J
答：（1）電場強度E為3×10³V/m．
（2）滑塊離開水平臺后在水平方向做勻加速直線運動和豎直方向做自由落體
（3）滑塊在平臺上運動的速度v₀為3.5m/s
（4）滑塊落地時的動能為7.1125×10^-2 J

點評 本題主要考查了共點力平衡和動能定理，抓住受力分析和運動過程即可