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如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37°、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上.物块的质量分别为mA=0.8kg、mB=0.4kg.其中A不带电,B、C的带电量分别为qB=+4×10-5C、
qC=+2×10-5C,且保持不变.开始时三个物块均能保持静止,且与斜面间均无摩擦力作用.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度大小为a=2.5m/s2的匀加速直线运动.经过时间t物体A、B分离并且力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.(如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为).求:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离.
(2)t时间内A上滑的距离.
(3)t时间内库仑力做的功.

【答案】分析:(1)未施加力F时,A、B处于静止状态,合力为零,根据平衡条件和库仑定律求解物块B、C间的距离.
(2)给A施加力F后,A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小,经过时间t物体A、B分离时,它们之间的弹力变为零,根据牛顿第二定律和库仑定律结合可求出t时间内A上滑的距离.
(3)t时间内库仑力做的功等于B的电势能的变化,根据功能关系求解.
解答:解:(1)未加F前A、B、C处于静止状态时,设B、C间距离为L1
则C对B的库仑斥力为  
以A、B为研究对象,由平衡条件得  F1=(mA+mB)sin37° 
联立解得    L1=1.0m                                          
(2)给A施加力F后,A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.经过时间t,设B、C间距离变为L2,A、B两者间弹力减小到零,两者分离,力F变为恒力.则此刻C对B的库仑斥力为     ①
以B为研究对象,由牛顿第二定律有  F2-mBsin37°-μmBgcos37°=mBa   ②
联立①②解得    L2=1.2m                                       
(3)设t时间内库仑力做的功为W,由功能关系有
代入数据解得 W=1.2J
答:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离是1.0m.
(2)t时间内A上滑的距离是1.2m.
(3)t时间内库仑力做的功是1.2J.
点评:本题是平衡条件、牛顿第二定律、库仑定律的综合应用,第2题关键要抓住库仑力这个联系力与电场的桥梁,由AB做匀加速运动,加速度不变,根据牛顿第二定律求解距离.
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qC=+2×10-5C,且保持不变.开始时三个物块均能保持静止,且与斜面间均无摩擦力作用.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度大小为a=2.5m/s2的匀加速直线运动.经过时间t0物体A、B分离并且力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.(如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为Ep=k
q1q2r
).求:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离.
(2)t0时间内A上滑的距离.
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BCE
BCE

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B.只延长入射光照射时间,光电子的最大初动能将不变
C.只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大
D.只增大入射光的频率,光电子逸出所经历的时间将缩短
E.只增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目将增多
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