在绝缘水平面上,存在着一电场,电场强度方向平行于水平面,其电势φ随位置x变化如图所示,xAO=xOB=x0,一质量为m带

在绝缘水平面上,存在着一电场,电场强度方向平行于水平面,其电势φ随位置x变化如图所示,xAO=xOB=x0,一质量为m带电量为-q的小滑块(可视为质点)以某一初速度从A点出发,沿AB直线向B运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1),到达B点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,小滑块与水平面间的摩擦力大小为f,求:
(1)小滑块在A点时的初速度
(2)OB两点间的电势差UOB
(3)小滑块运动的总路程s.
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cgqcy 幼苗

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解题思路:应用动能定理求在A点的速度,由A到0的过程由动能理可求得OB两点间的电势差;由除重力做功外其它力做功等于机械能的变化,可得总路程.

(1)因电场力不做功,小滑块从A滑到B由动能定理得
0−
1
2m
v2A=2 fX0
因此小滑块在A点速度vA=2

fX0
m
(2)小滑块第一次从A滑到O由动能定理得 n[1/2m
v2A]-[1/2m
v2A]=-fX0+qUoA
因此UOB=UoA=
(n−1)m
v2A+2fX0
2q=
(2n−1)fX0
q
(3)最终小滑块停在O点,应有:0−
1
2m
v2A=-fS+qUoA
小滑块运动的总路程:S=
m
v2A+2qUoA
2f=(2n+1)X0
答:(1)小滑块在A点时的初速度vA=2

fX0
m
(2)OB两点间的电势差为
(2n−1)fX0
q.
(3)小滑块运动的总路程为(2n-1)X0

点评:
本题考点: 电势差与电场强度的关系;电势.

考点点评: 考查综合应用动能定理求解问题,明确正确选择运动过程是解题的关键.

1年前

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