一個電荷量為q、質(zhì)量為 m的小物塊放在絕緣的斜面上的A點(diǎn),它與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,斜面與水平面的夾角為α。整個裝置放在水平方向向右的勻強(qiáng)電場中,如圖所示。原來靜止的小物塊受到沿斜面向上的短時沖量I作用后,沿斜面運(yùn)動。
(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)電場的電場強(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)的動能是多少?
(1) E=mg ctgα/q。 (2)
(1)帶電小物塊放在斜面上受重力mg、電場力qE和斜面的支持力N(和摩擦力f)。隨電場強(qiáng)度的增大,電場力增大,支持力N減小,當(dāng)N=0(f=0)時,如圖所示,為小物塊能夠沿斜面由A運(yùn)動到B點(diǎn)的最大場強(qiáng)E。則
qEsinα=mgcosα
解得E=mg ctgα/q。
(2)在電場強(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作用后獲得動能為。物塊由A沿斜面滑到B點(diǎn)重力做功mgSsinα,電場力做功qEScosα,
到達(dá)B點(diǎn)時的動能=+mgSsinα+qEScosα②
得/2m+mgS/sinα
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