Question

一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為 m的小物塊放在絕緣的斜面上的A點(diǎn)，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面與水平面的夾角為α。整個(gè)裝置放在水平方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示。原來靜止的小物塊受到沿斜面向上的短時(shí)沖量I作用后，沿斜面運(yùn)動(dòng)。

(1)要使小物塊能夠沿斜面通過距A點(diǎn)S遠(yuǎn)的B點(diǎn)，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大值是多少？
(2)在第(1)問的條件下，小物塊通過B點(diǎn)的動(dòng)能是多少？

Answer 1

（1） E="mg" ctgα/q。  （2）

（1）帶電小物塊放在斜面上受重力mg、電場(chǎng)力qE和斜面的支持力N（和摩擦力f）。隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，電場(chǎng)力增大，支持力N減小，當(dāng)N=0（f=0)時(shí)，如圖所示，為小物塊能夠沿斜面由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的最大場(chǎng)強(qiáng)E。則
qEsinα=mgcosα
解得E="mg" ctgα/q。
（2）在電場(chǎng)強(qiáng)度為最大值的條件下，N=0，則摩擦力f=0。小球位于A點(diǎn)受到?jīng)_量I作用后獲得動(dòng)能為。物塊由A沿斜面滑到B點(diǎn)重力做功mgSsinα，電場(chǎng)力做功qEScosα，
到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能=+mgSsinα+qEScosα②
得/2m+mgS/sinα