- 试题详情及答案解析
- 一质量为m=6kg带电量为q= -0.1C的小球P自动摩擦因数μ=0.5倾角θ=53°的粗糙斜面顶端由静止开始滑下，斜面高h=6.0m，,斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中,场强E=200N/C，忽略小球在连接处的能量损失，当小球运动到水平面时，立即撤去电场。水平面上放一静止的不带电的质量也为m的1/4圆槽Q，圆槽光滑且可沿水平面自由滑动，圆槽的半径R=3m,如图所示。（sin53°="0.8" ，cos53°="0.6" ，g=10m/s2。）
（1）在沿斜面下滑的整个过程中,P球电势能增加多少？
（2）小球P运动到水平面时的速度大小。
（3）试判断小球P能否冲出圆槽Q。- 答案：（1）90J （2）5m/s （3）不能
- 试题分析：（1）在整个过程中,电场力对P球做功为：
(2)根据受力分析可知，斜面对P球的支持力为：
根据动能定理得：
(3)设当两者速度相等时，小球上升的高度为H，根据水平方向动量守恒得：
根据机械能守恒得：
代入已知数据得：H=0.625m<R,所以小球没有冲出圆槽。
考点：动量守恒定律；机械能守恒定律及动能定理的应用.