Question

（14分）如圖所示，絕緣傾斜固定軌道上A點處有一帶負電，電量大小q=0.4C質量為0.3kg的小物體，斜面下端B點有一小圓弧剛好與一水平放置的薄板相接，AB點之間的距離S=1.92m，斜面與水平面夾角θ=37°，物體與傾斜軌道部分摩擦因數為0.2，斜面空間內有水平向左，大小為E1=10V/m的勻強電場，現讓小物塊從A點由靜止釋放，到達B點后沖上薄板，薄板由新型材料制成，質量M=0.6kg，長度為L，物體與薄板的動摩擦因數μ=0.4，放置在高H=1.6m的光滑平臺上，此時，在平臺上方虛線空間BCIJ內加上水平向右，大小為E2=1.5V/m的勻強電場，經t=0.5s后，改成另一水平方向的電場E3，在此過程中，薄板一直加速，到達平臺右端C點時，物體剛好滑到薄板右端，且與薄板共速，由于C點有一固定障礙物，使薄板立即停止，而小物體則以此速度V水平飛出，恰好能從高h=0.8m的固定斜面頂端D點沿傾角為53°的斜面無碰撞地下滑，（重力加速度g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）求：

（1）小物體水平飛出的速度v及斜面距平臺的距離X；

（2）小物體運動到B點時的速度VB；?

（3）電場E3的大小和方向，及薄板的長度L

 

Answer 1

【答案】

(1) ? (2) (3)

【解析】

試題分析：(1)物體恰好從D點無碰撞飛入，所以有：?? 1分

? 1分???? 所以解得：? ? 2分

(2)小物體在斜面上運動時，因為，所以? 2分 從A到B 過程中，由動能定理知：，解得：?? 2分

(3)加上E2后，對物塊：

對木板：

經0.5s后，對物塊：

對木板：

加上E3后，由于木板一直加速，最終為V=3m/s，所以加速時間，所以E3作用了1s，物塊由5m/s減速到3m/s用了1s，所以，又因為，解得：，即方向向左，所以薄板的長度為

考點：本題考查牛頓運動定律的應用，解答時應從“恰好能從高h=0.8m的固定斜面頂端D點沿傾角為53°的斜面無碰撞地下滑”作為突破口，采取從后往前的分析解答．