Question

16．如图所示，光滑绝缘的斜面倾角为37°，一带电量为+q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好处于静止状态，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的一半，重力加速度为g．求：
（1）原来电场强度的大小；
（2）当电场强度减小后物体沿斜面下滑距离为L时的动能．

Answer 1

分析 （1）当带正电荷的物体在电场中静止于光滑绝缘斜面顶端，对其受力分析，利用根据平衡条件来确定电场力的大小，从而算出电场强度大小．
（2）当改变电场强度后，由动能定理列方程计算沿斜面下滑距离为L时物体的动能．

解答 解：（1）对小物体进行受力分析，将Eq与N合成如图，由平衡条件得：
  Eq=mgtan37°  ①
所以 E=$\frac{3mg}{4q}$
（2）当场强减半，小物体沿斜面下滑L，根据动能定理得，物体的动能为：
  E_k=mgLsin37°-EqLcos37°  ②
由①②得：E_k=0.3mgL
答：
（1）原来电场强度的大小为$\frac{3mg}{4q}$．
（2）当电场强度减小后物体沿斜面下滑距离为L时的动能为0.3mgL．

点评 在物体下落过程中用动能定理，要注意电场力做功与沿电场力的位移有关，就像重力做功与高度相关一样．