Question

一質(zhì)量為m=6kg帶電量為q= -0.1C的小球P自動摩擦因數(shù)μ=0.5傾角θ=53°的粗糙斜面頂端由靜止開始滑下，斜面高h=6.0m，,斜面底端通過一段光滑小圓弧與一光滑水平面相連。整個裝置處在水平向右的勻強電場中,場強E=200N/C，忽略小球在連接處的能量損失，當小球運動到水平面時，立即撤去電場。水平面上放一靜止的不帶電的質(zhì)量也為m的1/4圓槽Q，圓槽光滑且可沿水平面自由滑動，圓槽的半徑R=3m,如圖所示。（sin53°=0.8 ，cos53°=0.6 ，g=10m/s2。）

（1）在沿斜面下滑的整個過程中,P球電勢能增加多少？

（2）小球P運動到水平面時的速度大小。

（3）試判斷小球P能否沖出圓槽Q。

Answer 1

（1）90J （2）5m/s （3）不能

【解析】

試題分析：（1）在整個過程中,電場力對P球做功為：

(2)根據(jù)受力分析可知，斜面對P球的支持力為：

根據(jù)動能定理得：

(3)設當兩者速度相等時，小球上升的高度為H，根據(jù)水平方向動量守恒得：

根據(jù)機械能守恒得：

代入已知數(shù)據(jù)得：H=0.625m<R,所以小球沒有沖出圓槽。

考點：動量守恒定律；機械能守恒定律及動能定理的應用.