Question

如圖所示，在傾角θ=37°的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強電場，場強E=4.0×10³N/C，在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板。質量m=0.2kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始下滑，滑到斜面底端與擋板相碰撞后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m，滑塊與斜面間的動摩擦因數u=0.30，滑塊帶電量q=-5×10^-4.重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80.求：

（1）、滑塊從斜面最高點滑到斜面底端時的速度大小

（2）、滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度。（計算結果保留2位有效數字）

Answer 1

（1）滑塊沿斜面下滑的過程中，電荷帶負電，電場力方向豎直向下，受到的滑動摩擦力

   

設到達斜面底端時的速度為，根據動能定理：

解得：=2.4m/s

（2）滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，設此高度為，根據動能定理：

   

代入數據解得：=0.10m。