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如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg....

如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg.链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平绝缘桌面上.空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×107V/m.若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5,链条在桌面上运动时电量保持不变(重力加速度取g=10m/s2).给链条一个向右的初动能,试求:
(1)当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力;
(2)能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能.

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(1)设桌面下的链条长为x,链条质量分布均匀,所以在桌面下的链条的质量为,链条的重心还在桌面上,所以对桌子的压力等于整个链条的重力加上电场力,根据两者相等即可求解; (2)当链条下滑0.5 m后就会自动下滑,此时速度正好为零时所需初动能最小,根据动能定理即可求解; 【解析】 设桌面下的链条长为x,链条质量分布均匀,所以在桌面下的链条的质量为,则有: (Mg+QE), 解得x=0.5 m, (2)链条下滑0.5 m后就会自动下滑,此时速度正好为零时所需初动能最小,根据动能定理有: -Wf=0-Ek0, 由于f和N成正比,N和链条下滑的长度成正比,所以f是均匀变化的. 可以根据平均摩擦力来求Wf f1是最初瞬间的摩擦力,即fMAX,所以f1=20N f2是下滑0.5m时的摩擦力,由第二问得知,其大小等于半根链条的重力,f2=10N 解得:Ek0==7.5-2.5J=5J. 答:(1)当桌面下的链条0.5m时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力; (2)从桌面上滑下全部链条所需的最小初动能为5J.
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考点分析:
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(1)物块m经过桌面右侧边缘B点时的速度大小;
(2)物块m在半圆轨道运动时对轨道的最大压力的大小.

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A.三条倾斜的直线所对应的小车的质量相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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