物理题,教我,感激不尽!!!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/29 14:49:06
倾角为30度的直角三角形底边唱为2L,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点处固定一个正电荷Q,让一个质量为m的带正电的点电荷q从斜面顶端滑下(不脱离斜面),已测得它滑到仍在斜面上的垂足D处速度为V,加速度为a,方向沿斜面向下,问改质点滑到斜面底端C点时的速度和加速度各为多少。

因为OD=OC所以,电荷q在D和在C的电势能是一样的,在运动的过程中电场力不做功。
CB=2L 所以 DC=sqr(3)*L 重心由D到C下降了1/2*sqr(3)*L
由动能定理 1/2*m*V^2+1/2*sqr(3)*L*m*g=1/2*m*V'^2
c点速度为V'=sqr(mV^2+m*g*sqr(3)*L)
在D点时受到的力为重力、支持力和电场力的合力
重力可分解为斜面向下的力和垂直斜面的压力,电场力分解为斜面向上的力和垂直于导轨向上的力,支持力垂直斜面向上,等于重力在垂直斜面向下的分力减去
电场力在斜面向上的分力。此时电场力沿斜面向上的分力为 sin30°*m*g-m*a
在C点,同样进行力的分解,不过这个时候电场力分解为斜面向下的力和垂直于导轨向上的力。支持力垂直斜面向上,等于重力在垂直斜面向下的分力减去
电场力在斜面向上的分力。此时电场力沿斜面向下的分力和之前在C点的分力是对称的,大小相等,方向相反,为sin30°*m*g-m*a
此时受到的合力为sin30°*m*g-m*a+sin30°*m*g=m*g-m*a
加速度为g-a

BD⊥AC,BO=CO
OD=BC/2=OC
所以:C,D两点等电势,电场力不做功!
从D到C,机械能守恒,C点速度v:
mgh=mv^2/2-mV^2/2.
h=2Lcos30*sin30=L√3/2.
v^2=gL√3+V^2.
v=√(gL√3+V^2).

C,D两点电场力相等,都为F=qE
沿斜面方向受力分析,C点:
mgsin30-Fcos30=ma
D点,加速度a1:
mgsin30+Fcos30=ma1
ma1=mgsin30+mgsin30-ma=mg-ma
a1=g-a.

C点时的速度为√(gL√3+V^2),加速度为g-a,方向沿斜面向下。

D,C两点是等势面,电场力不做功,只有重力做功,动能定理可解C点速度。
D,C两点分别受力分析,正交分解,可解C点加速度。