题文
两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点,A、B两点相距L,且A、B两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管的两个端点出口处,如图所示.
(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,它在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离.
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P.即求出图中PA和AB连线的夹角θ.
(3)Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点,请作出判断并说明理由.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为x,正电荷在A、B连线上速度最大处应该是电荷所受合力为零,
即:kQ1qx2=kQ2q(L-x)2
解得:x=13L
(2)若点电荷在p点处受到的受到的库仑力的合力沿op的方向,则它在p点处速度最大,
即此时满足:tanθ=F2F1=k4Qq(2Rsinθ)2kQq(2rcosθ)2=4cos2θsin2θ
解得:θ=arctan34
(3)p′点即为p
因为正电荷从A点沿管道运动至p的过程中,电场力做正功,它的电势能减小,而从p运动至B的过程中,克服电场力做功,它的电势能增加,因此该正电荷在p处电势能最小,相应p点处的电势能最低.
答:(1)在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为13L.
(2)PA和AB连线的夹角θ为arctan34.
(3)p′点即为p
因为正电荷从A点沿管道运动至p的过程中,电场力做正功,它的电势能减小,而从p运动至B的过程中,克服电场力做功,它的电势能增加,因此该正电荷在p处电势能最小,相应p点处的电势能最低.
解析
Q1qx2
考点
据考高分专家说,试题“两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法: