Question

如图所示，在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E=4.0×10³N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.2kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始下滑，滑到斜面底端与挡板相碰撞后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数u=0.30，滑块带电量q=-5×10^-4.重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80.求：

（1）、滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小

（2）、滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。（计算结果保留2位有效数字）

Answer 1

（1）滑块沿斜面下滑的过程中，电荷带负电，电场力方向竖直向下，受到的滑动摩擦力

   

设到达斜面底端时的速度为，根据动能定理：

解得：=2.4m/s

（2）滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设此高度为，根据动能定理：

   

代入数据解得：=0.10m。