Question

18．如图所示，质量为m的物块，带正电荷Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=$\frac{\sqrt{3}mg}{Q}$的匀强电场中（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H．释放后，物块落地时的电势能为E_p，物块落地时的速度大小为v，则（　　）

• A． E_p=-3mgH
• B． E_p=-$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$mgH
• C． v=2$\sqrt{2gH}$
• D． v=2gH

Answer 1

分析 由电场力做功等于电势能的变化可得物块落地时的电势能，运用动能定理解决这个问题

解答 解：物块在电场中受到的电场力F=qE=$\sqrt{3}$mg，由于电场力大于重力，释放后，物块会离开斜面，沿着重力与电场力的合力方向做初速度为零的匀加速直线运动，物块受力如图：
物块落地时的水平方向上的位移为x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\sqrt{3}g{t}^{2}$=$\sqrt{3}$H，
所以物块落地时的电势能E_P=qEx=-3mgH，故AB错误；
CD、对物块下落过程中，应用动能定理，解得：mgH-E_P=$\frac{1}{2}$mv²；
解得：落地时的速度大小v=2$\sqrt{2gH}$，故C正确，D错误；
故选：AC．

点评 了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．
物体的运动是由所受到的力和初状态决定的．这个题目容易认为物块沿着斜面下滑．