如圖所示，在方向水平向右、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)光滑的絕緣平面.一根絕緣細(xì)繩兩端分別系有帶電滑塊甲和乙，甲的質(zhì)量為 kg，帶電量為C,乙的質(zhì)量為 kg，帶電量為C，開始時(shí)細(xì)繩處于拉直狀態(tài)，由表止釋放兩滑塊，t=3 s時(shí)細(xì)繩突然斷裂，不計(jì)滑塊間庫(kù)侖引力，試求：

（1）細(xì)繩斷裂前，兩滑動(dòng)的加速度

（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，乙滑塊電勢(shì)能增加量的最大值；

（3）從開始到乙的電勢(shì)能增加量為零時(shí)，甲與乙組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量.

解析：（1）取水平向右為正方向，將甲、乙、繩取為整體，依牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)得 m/s2  （2分）

（2）當(dāng)乙發(fā)生位移最大時(shí)，乙的電勢(shì)能增量最大，在細(xì)繩斷裂前，甲、乙一起位移為，繩斷裂時(shí)，甲、乙速度均為則 m/s2

細(xì)繩斷裂后，乙減速運(yùn)動(dòng)

乙向前滑行最大位移為 m

此時(shí)乙電勢(shì)能增量有最大值

 J  （3分）

（3）當(dāng)乙的總位稱為0，即乙返回到原出發(fā)點(diǎn)時(shí)，乙的電勢(shì)能增量為0，設(shè)細(xì)繩斷裂后經(jīng)乙返回原出發(fā)點(diǎn)，有

得

  （舍去）

該時(shí)段內(nèi)甲的位移為，

又 m/s2

當(dāng)乙回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)甲與乙組成系統(tǒng)的機(jī)械能的增加量為

（4分）

本題難度中等.考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律和電勢(shì)能.在使用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式時(shí)，一定要注意公式的矢量性，即正負(fù)號(hào)的選取問題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在方向水平向右、大小為E=6×103 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)光滑的絕緣平面．一根絕緣細(xì)繩兩端分別系有帶電滑塊甲和乙，甲的質(zhì)量為m1=2×10-4 kg，帶電量為q1=2×10-9 C，乙的質(zhì)量為m2=1×10-4 kg，帶電量為q2=-1×10-9 C．開始時(shí)細(xì)繩處于拉直狀態(tài)．由靜止釋放兩滑塊，t=3s時(shí)細(xì)繩突然斷裂，不計(jì)滑塊間的庫(kù)侖力，試求：
（1）細(xì)繩斷裂前，兩滑塊的加速度；
（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，乙的電勢(shì)能增量的最大值；
（3）當(dāng)乙的電勢(shì)能增量為零時(shí)，甲與乙組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?昆明模擬）如圖所示，在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電輕細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)，把小球拉直至細(xì)線與電場(chǎng)方向平行，然后無(wú)初速釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為θ．求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止在B點(diǎn)時(shí)，細(xì)線與豎直方向夾角θ=30°問：
（1）小球帶電量多少？
（2）若將小球拉到A點(diǎn)使細(xì)線呈水平狀態(tài)，當(dāng)小球無(wú)初速釋放后，從A到B過(guò)程，電場(chǎng)力對(duì)小球做功多少？
（3）小球過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)，細(xì)線對(duì)小球拉力多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電量為q小球，另一端固定于O點(diǎn)，小球恰能靜止于電場(chǎng)中A點(diǎn)，OA連線與豎直向成θ角且θ=37°．現(xiàn)把小球拉起至細(xì)線成水平方向（如圖中虛線OB所示），然后無(wú)初速釋放．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�
（2）細(xì)線到達(dá)豎直方向時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力；
（3）小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在方向水平向左的勻速電場(chǎng)中有一傾角為60°、高為H的固定絕緣斜面體，現(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶正電且電荷量為q的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面體頂端由靜止釋放，已知重力加速度為g，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=
3
mg
q
，不計(jì)空氣阻力（　�。�
A、小物塊將沿斜面下滑
B、小物塊將做曲線運(yùn)動(dòng)
C、小物塊到達(dá)地面時(shí)的速度大小為2
2gH
D、若其他條件不變，只增大電場(chǎng)強(qiáng)度，小物塊到達(dá)地面前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將增大

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