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【题目】如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度为d,带正电、电量为q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入AB区域,当滑块运动至区域的中点C时,速度大小为,从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场,电场强度E保持不变,并且区域外始终不存在电场.

(1)若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,求滑块离开AB区域时的速度.

(2)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,电场强度E应满足什么条件?并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度.

【答案】(1) 2

【解析】试题分析:分别对ACCB过程根据动能定理列出动能定理方程,联立即可解得B点的速度;要使小滑块运动时间最长,则小球应从A点离开,利用动能定理可求得速度

(1)设滑块所受滑动摩擦力大小为f,则滑块从A点运动至C点过程,

由动能定理得:

代入数据解得:

假设最后滑块从B点离开AB区域,则滑块从C点运动至B点过程,

由动能定理得:

联立以上并代入数据解得:

由于滑块运动至B点时还有动能,因此滑块从B点离开AB区域,速度大小为,方向水平向右。

(2)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,必须使滑块运动至B点停下,然后再向左加速运动,最后从A点离开AB区域.滑块从C点运动至B点过程,

由动能定理得:

由以上可得电场强度:

滑块运动至B点后,因为qE2=2ff,所以滑块向左加速运动

B运动至A点过程由动能定理得:

由以上各式解得滑块离开AB区域时的速度: (方向水平向左)

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(1)图乙中,弹簧秤的示数F大小为N;

(2)请你帮助他在图中画出合力F的图示(图中a、b为记录F方向的两点).
(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来:观察图形后,他觉得所画的图形很像平行四边形.至此,为正确得出求合力的一般方法,你认为小明接下来应该做的有
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