题文
如图所示,在水平向左足够大的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳与竖直方向的夹角θ=53°,已知绳长l,B、C、D到O点的距离均为l,BD水平,OC竖直.
(1)将小球移到B点,给小球一竖直向下的初速度vB,小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力,求vB.
(2)将小球移到D点,给小球一斜向右上方的初速度v0,初速度vD的方向与水平方向的夹角为53°,球恰好能经过B点.求小球在D点时初速度vD的大小.(取sin53°=0.8,cos53°=0.6)
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)小球由B点运动到C点的过程中,由动能定理有:
mgl-qEl=12mvc2-12mvB2 ①
在C点,设绳中张力为F,则有:
Fc-mg=mvc2l ②
因Fc=mg,故vc=0 ③
又由小球能平衡于A点得,qE=mgtan53°=43mg ④
所以vB=
(2)小球在D点受力如图.
合力F=(mg)2+(qE)2=53mg ⑥
tanα=mgqE=34 所以α=37° ⑦
则vD与F方向垂直,小球做类平抛运动,建立如图所示的坐标系,则
x方向:2lcos53°=vDt ⑧
y方向:2lsin53°=12?Fm?t2⑨
由⑧⑨得,vD=3gl2.
答:(1)vB的大小为136gl.
(2)小球在D点时初速度vD的大小为vD=3gl2.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在水平向左足够大的匀强电场中,.....”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:





