Question

質量為m的物塊，帶正電Q，開始時讓它靜止在傾角α=60°的固定光滑絕緣斜面頂端，整個裝置放在水平方向、大小為E=

3 mg

Q

的勻強電場，如圖所示，斜面高為H，釋放物體后，物體運動的加速度為

2g

，物塊落地的速度大小為

2

2gH

．

Answer 1

分析：對物塊進行受力分析，找出物塊的運動軌跡．運用牛頓第二定律和動能定理解決這個問題．

解答：解：對物塊進行受力分析，物塊受重力mg和水平向左的電場力F．物塊從靜止開始沿重力和電場力的合力方向做勻加速直線運動．
  電場力大小為 F=QE=

3

mg
  合力大小為 F_合=

(mg)2+F2

=2mg，方向與水平方向的夾角β的正切為：tanβ=

mg

F

=

3

3

則得，β=30°
根據牛頓第二定律得：加速度為 a=

F合

m

=2g；
運用動能定理研究從開始到落地過程，得：
  mgH+F?Hcotβ=

1

2

mv²-0
解得，v=2

2gH

故答案為：2g，2

2gH

．

點評：正確分析研究對象的運動情況是解決問題的前提，根據題目已知條件和求解的物理量選擇物理規律解決問題．要知道物體的運動是由所受到的力和初狀態決定的．這個題目容易錯誤地認為物塊沿著斜面下滑．