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粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势j与坐标值x的关系如下表格所示:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

x/m

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

φ/105v

9.00

4.50

3.00

2.25

1.80

1.50

1.29

1.13

1.00

根据上述表格中的数据可作出如右的jx图像。现有一质量为0.10kg,电荷量为1.0´10-7C带正电荷的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因素为0.20。问:

(1)由数据表格和图像给出的信息,写出沿x轴的电势jx的函数关系表达式。

(2)若将滑块无初速地放在x=0.10m处,则滑块最终停止在何处?

(3)在上述第(2)问的整个运动过程中,它的加速度如何变化?当它位于x=0.15m时它的加速度多大?

(4)若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动,要使滑块恰能回到出发点,其初速度v0应为多大?

(1)由数据表格和图像可得,电势jx成反比关系,即

V           (2分)

(2)由动能定理

= 0

设滑块停止的位置为x2,有

(2分)   

即   

代入数据有

1.0´10-7

可解得x2=0.225m(舍去x2=0.1m)。                                           (2分)

(3)先做加速度减小的变加速运动,后做加速度增大的变减速运动。

     即加速度先减小后增大。                                                          (2分)

当它位于x=0.15m时,图像上该点的切线斜率表示场强大小

E=N/C                                             (1分)

滑块在该点的水平合力

故滑块的加速度a=Fx/m =0                                                       (1分)

(4)设滑块到达的最左侧位置为x1,则滑块由该位置返回到出发点的过程中

由动能定理 = 0

                                             (1分)

代入数据有   1.0´10-7

可解得x1=0.0375m(舍去x1=0.6m)。                                       (1分)

再对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程,由动能定理

-2=                                                      (1分)

代入数据有  2´0.20´0.10´10(0.60-0.0375)=0.5´0.10

可解得≈2.12m/s                                                        (1分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势?与坐标值x的关系如下表格所示:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
φ/105v 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 1.50 1.29 1.13 1.00
根据上述表格中的数据可作出如右的?-x图象.现有一质量为0.10kg,电荷量为1.0×10-7C带正电荷的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因素为0.20.问:
(1)由数据表格和图象给出的信息,写出沿x轴的电势?与x的函数关系表达式.
(2)若将滑块无初速地放在x=0.10m处,则滑块最终停止在何处?
(3)在上述第(2)问的整个运动过程中,它的加速度如何变化?当它位于x=0.15m时它的加速度多大?
(4)若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动,要使滑块恰能回到出发点,其初速度v0应为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势?与坐标值x的关系可用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线.现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.10m处无初速释放,其与水平面的动摩擦因素为0.02.则下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势φ与坐标值x的关系如下表格所示.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
φ/105v 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 1.50 1.29 1.13 1.00
根据上述表格中的数据可作出如图1所示的φ-x图象.如图2所示,现有一质量为0.10kg、电荷量为1.0×10-7 C带正电荷的滑块(可看作质点),其与水平面的动摩擦因数为0.20,g=10m/s2
(1)由表格中的数据和图象给出的信息,写出沿x轴的电势φ与坐标值x的函数关系表达式.
(2)若将滑块无初速度地放在x=0.10m处,求滑块最终停止在何处?
(3)在上述第(2)问的整个运动过程中,它的加速度如何变化?当它位于x=0.15m时它的加速度多大?(电场中某点场强为φ-x图线上该点对应的斜率)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势φ与坐标x的关系用如图所示曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线.现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视为质点),从x=0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.则下列说法中正确的是(  )
A、滑块运动的加速度逐渐减小B、滑块运动的加速度先减小后增大C、x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/CD、滑块运动的最大速度约为0.1m/s

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如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过坐标点(0.15,3.0)的切线。现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是

A.滑块运动的加速度大小逐渐减小

B.滑块运动的速度先减小后增大  

C.x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/C

D.滑块运动的最大速度约为0.10m/s

 

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