Question

如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，D點(diǎn)為OD在斜面上的垂足，OM＝ON。帶負(fù)電的小物體以初速度，從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，然后又滑回到M點(diǎn)時(shí)速度大小變?yōu)?img width="69" height="23" src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/2013/11/27/23/2013112723163852797921.files/image050.gif" complete="true" />。若小物體電荷量保持不變，可視為點(diǎn)電荷(g=10m/s2).

（1）帶負(fù)電的小物體從M向N運(yùn)動(dòng)的過程中電勢(shì)能如何變化？電場(chǎng)力共做多少功？

（2）N點(diǎn)離斜面底邊的高度h為多少？

（3）若物體第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度為，求物體第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度。

Answer 1

解：（1）電勢(shì)能先減少后增加， ………………………（１分）

由于M、N為等電勢(shì)點(diǎn)，所以帶電體在兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功為0 ……（1分）

（2）物體從M到N和從N到M時(shí)克服摩擦力做的功相等設(shè)為，電場(chǎng)力

當(dāng)物體從M到N時(shí)，由動(dòng)能定理有 …………（2分）

當(dāng)物體從N到M時(shí)，由動(dòng)能定理有 …………（2分）

聯(lián)立解得：  ………………………（１分）

由對(duì)稱性可知物體從M到D以及從N到D克服摩擦力做功相等都為…（１分），

電場(chǎng)力做功相同，設(shè)為…（１分）

M到D： ………………（2分）

N到D： …………………（2分）(沒有寫電場(chǎng)力做功的不得分)

解得：（１分）