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(2008?廣州一模)如圖所示,在絕緣水平面上,相距為L的A、B兩點分別固定著等量正點電荷.O為AB連線的中點,C、D是AB連線上兩點,其中AC=CO=OD=DB=
14
L
.一質量為m電量為+q的小滑塊(可視為質點)以初動能E0從C點出發,沿直線AB向D運動,滑塊第一次經過O點時的動能為n E0(n>1),到達D點時動能恰好為零,小滑塊最終停在O點,求:
(1)小滑塊與水平面之間的動摩擦因數μ;
(2)C、O兩點間的電勢差UCO
(3)小滑塊運動的總路程S.
分析:(1)C、D兩點電勢相等,故滑塊從C到D的過程中,電場力不做功,只有摩擦力做功,則由動能定理可求得動摩擦因數μ;
(2)滑塊在b點時,受A、B的庫侖力及摩擦力,由牛頓第二定律可求得加速度;
(3)由題意可知物體應停在O點,由動能定理可求得從a到o點時電場力所做的功,則對全程由動能定理可求得滑塊滑動的總路程.
解答:解:(1)由于C點與D點等勢,滑塊從C到D的過程中,電場力不做功,則小滑塊第一次由C到D,由動能定理有:
-μmg?
L
2
=0-E0
求得,小滑塊與水平面間動摩擦因數為 μ=
2E0
mgL

(2)由C第一次到O時,由動能定理得
-μmg?
L
4
+qUCO=nE0-E0
解得,UCO=
(2n-1)E0
2q

(3)由C開始到最后停在O點,有:qUCO-μmgS=0-E0
由以上二式得:S=
(2n+1)L
4

故小滑塊運動的總距離為:S=
(2n+1)L
4

答:
(1)小滑塊與水平面之間的動摩擦因數μ為
2E0
mgL

(2)C、O兩點間的電勢差UCO
(2n-1)E0
2q

(3)小滑塊運動的總路程S為
(2n+1)L
4
點評:電場中的動能定理的應用要注意電場力做功和路徑無關,只和初末兩點的電勢差有關,故很容易可求得電場力的功.
練習冊系列答案
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(2008?廣州一模)用如圖(甲)所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須平衡摩擦力.
(1)某同學平衡摩擦力時是這樣操作的:將小車靜止地放在水平長木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖(乙),直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止.請問這位同學的操作是否正確?如果不正確,應當如何進行?答:
該同學的操作不正確,正確的操作應該為給小車一個初速度,小車能夠帶動紙帶勻速下滑
該同學的操作不正確,正確的操作應該為給小車一個初速度,小車能夠帶動紙帶勻速下滑

(2)如果這位同學先如(1)中的操作,然后不斷改變對小車的拉力F,他得到M(小車質量)保持不變情況下的a-F圖線是圖中的
C
C
(將選項代號的字母填在橫線上).

(3)打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz.下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶,A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出.寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式:a=
(s3+s4-s2-s1)f2
100
(s3+s4-s2-s1)f2
100
.根據紙帶所提供的數據,算得小車的加速度大小為
0.60
0.60
m/s2(結果保留兩位有效數字).

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(1)每個物塊的質量.
(2)從t1到t2,BC粘合體對彈簧做的功多大?
(3)為使BC粘合體向上反彈到最大高度時,物塊A對地面的壓力恰好為零,則C物開始下落時與B物塊的距離應多大?

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