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如图所示,一带电为+q质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置处于一水平方向的匀强电场中时,小物块恰处于静止.若从某时刻起,电场强度减小为原来的1/2,求:(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)原来的电场强度
(2)场强变化后物块的加速度
(3)场强变化后物块下滑距离L时的动能.
分析:(1)对小物块进行受力分析,小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,电场力水平向右,根据小物块受力平衡列方程可求电场力的大小,在匀强电场中电场力F=qE,在已知F和q的情况下,可以计算出E.
(2)电场强度减小为原来的
1
2
,则小物块受到的电场力减小为原来的
1
2
,物块受到的重力不变,支持力方向不变,小物块在垂直于斜面方向所受合力为0,平行于斜面的方向的合力使物块产生加速度.
(3)根据动能定理求解动能的变化.
解答:解:(1)如图所示,小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,受力平衡,则有
 在x轴方向:Fx=Fcosθ-mgsinθ=0
 在y轴方向:F合y=FN-mgcosθ-Fsinθ=0
 得qE=mgtan37°  故E=
3mg
4q

(2)场强变化后物块所受合力为  F=mgsin37°-
1
2
qEcos37°
根据牛顿第二定律得 F=ma   
故代入解得 a=0.3g
(3)根据动能定理得:
物块下滑距离L时的动能Ek=mgLsin37°-
1
2
qEL cos37°=0.3mgL
答:
(1)原来的电场强度为
3mg
4q

(2)场强变化后物块的加速度为0.3g.
(3)场强变化后物块下滑距离L时的动能是0.3mgL.
点评:正确受力分析,根据平衡列方程可得电场力F的大小,又因电场力F=qE,根据受力分析,运用牛顿第二定律进行解答即可.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出,在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面
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.为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求:
(1)小球的初速度;
(2)应加电场的场强;
(3)小球落地时的动能.

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(1)原来电场强度的大小和方向.
(2)场强变化后,物块的加速度大小.
(3)场强变化后,物块下滑距离L时其电势能的变化.
(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g)

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精英家教网如图所示,一带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出,在距抛出点水平距离为L处有一根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面
h2
.为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场.试求:
(1)小球的初速度应为多大;
(2)应加电场的场强大小;
(3)小球从抛出经多长时间落到地面上.

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如图所示,一带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出, 在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面h/2。为了使小球能无碰撞地通过管子(即以竖直速度进入管子),可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,(重力加速度为g)求:

(1)小球的初速度      

(2)应加电场的场强

(3)小球落地时的动能

 

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