(2009?四川)如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷,帶負電的小物體以初速度V1從M點沿斜面上滑,到達N點時速度為零,然后下滑回到M點,此時速度為V2(V2<V1).若小物體電荷量保持不變,OM=ON,則( 。
分析:根據(jù)電場力做功的特點可求得電場力做功的大小,由動能定理可分別列出上滑及下滑過程中的表達式,聯(lián)立即可解得最大高度;
由電場力做功與電勢能關(guān)系要得出電勢能的變化及電場力做功的特點;
分析小球運動中壓力的變化,由滑動摩擦力的計算公式可分析摩擦力的變化.
解答:解:設(shè)斜面傾角為θ、上升過程沿斜面運動的最大距離為L.
因為OM=ON,則MN兩點電勢相等,小物體從M到N、從N到M電場力做功均為0.
上滑和下滑經(jīng)過同一個位置時,垂直斜面方向上電場力的分力相等,則經(jīng)過相等的一小段位移在上滑和下滑過程中電場力分力對應(yīng)的摩擦力所作的功均為相等的負功,所以上滑和下滑過程克服電場力產(chǎn)生的摩擦力所作的功相等、并設(shè)為W1
在上滑和下滑過程,對小物體,摩擦力做功相等,則應(yīng)用動能定理分別有:-mgsinθL-Wf-W1=-
m
V
2
1
2
和mgsinθL-Wf-W1=
m
V
2
2
2
,上兩式相減可得h=sinθL=
V
2
1
+
V
2
2
4g
,A正確;
由OM=ON,可知電場力對小物體先作正功后作負功,電勢能先減小后增大,BC錯;
從N到M的過程中,小物體受到的電場力垂直斜面的分力先增大后減小,而重力分力不變,則摩擦力先增大后減小,在此過程中小物體到O的距離先減小后增大,根據(jù)庫侖定律可知小物體受到的電場力先增大后減小,D對.
故選AD.
點評:本題考查動能定理的應(yīng)用、摩擦力及電場力做功的特點,涉及能量變化的題目一般都要優(yōu)先考慮動能定理的應(yīng)用,并要求學生能明確幾種特殊力做功的特點,如摩擦力、電場力、洛侖茲力等.
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求:
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為零,然后下滑回到M點,此時速度為v2(v2<v1).若小物體電

荷量保持不變,OMON,則                        (  )

A.小物體上升的最大高度為                                圖9

B.從NM的過程中,小物體的電勢能逐漸減小

C.從MN的過程中,電場力對小物體先做負功后做正功

D.從NM的過程中,小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小

 

 

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