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如图所示,粗糙程度均匀的固定绝缘平板下方O点有一电荷量为+Q的固定点电荷。一质量为m,电荷量为-q的小滑块以初速度v0从P点冲上平板,到达K点时速度恰好为零。已知O、P相距L,连线水平,与平板夹角为θ。O、P、K三点在同一竖直平面内且O、K相距也为L,重力加速度为g,静电力常量为k,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小滑块初速度满足条件。

(1)若小滑块刚冲上P点瞬间加速度为零,求小滑块与平板间滑动摩擦系数;
(2)求从P点冲到K点的过程中,摩擦力对小滑块做的功;
(3)满足(1)的情况下,小滑块到K点后能否向下滑动?若能,给出理由并求出其滑到P点时的速度;若不能,给出理由并求出其在K点受到的静摩擦力大小。
(1)(2)(3)

试题分析:(1)(7分)记刚冲上平板时库仑力大小为F,受力如图1,在x、y方向上分别有

    2分
  2分
其中
     1分
    1分
得    1分
(2)(5分)P、K两点距Q距离相等,故两点处电势相等。滑块从P到K电场做功为零     1分
从P到K,对滑块
  2分
由几何关系知,其中
  1分
得   1分

(3)(7分)在K点,库仑力大小仍为F,设滑块能保持静止,受力如图2,在x、y方向分别有
 
   1分
解得,
而  1分
因,故滑块会向下滑动 1分
下滑过程中,任意位置正压力都和上升时经过同一位置的正压力相等,故上下两个过程中摩擦力对滑块做的功相等。即
    1分
同样地,下滑到P点过程中,电场力做功为零,即
  2分
得     1分
由题目所给v0条件可知v1大于零,即滑块确能到达P点。
点评:本题难度较大,选择研究对象首先要进行受力分析,分析做功情况和选择研究过程是关键
练习册系列答案
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A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV

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C.重力对物体做功180JD.物体的动能增加了62J

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A.重力势能减小,动能不变,机械能减小
B.重力势能减小,动能增加,机械能减小
C.重力势能减小,动能增加,机械能增加
D.重力势能减小,动能增加,机械能不变

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将小球竖直上抛,若该球所受的空气阻力大小不变,对其上升过程和下降过程时间及损失的机械能进行比较,下列说法正确的是(    )
A.上升时间大于下降时间,上升损失的机械能大于下降损失的机械能
B.上升时间小于下降时间,上升损失的机械能等于下降损失的机械能
C.上升时间小于下降时间,上升损失的机械能小于下降损失的机械能
D.上升时间等于下降时间,上升损失的机械能等于下降损失的机械能

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如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从它们接触到弹簧压缩到最短的过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是(  )
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变
C.动能和弹性势能之和保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变

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行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降。上述不同想象中所包含的相同的物理过程是 (  )
A.其它形式的的能量转化为机械能B.物体的动能转化为其他形式的能量
C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量

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关于“车沿斜坡匀速向坡顶运动”过程中涉及的相关物理问题,某研究性学习小组的同学在交流时有以下几种说法,其中错的是:(    )
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A.整个过程中小球电势能减少了1.5 mg2t2
B.整个过程中机械能的增量为2mg2t2
C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了mg2t2
D.从A点到最低点小球重力势能减少了mg2t2

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