(2013•广东模拟)如图,空间有一水平向右的匀强电场.一质量为m,电量为+q的滑块随同质量为M,倾角为α的绝缘斜面体在

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  • 解题思路:(1)对滑块受力分析,滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋势,说明无摩擦力,利用竖直方向平衡列式求解;

    (2)斜面体受力分析,利用牛顿第二定律列式求解;

    (3)整体受力分析,利用牛顿第二定律列式求解;

    (4)电场力对系统做正功,系统电势能减小,根据功公式W=FS和功能关系可计算减小的电势能.

    设系统加速度为a,斜面与滑块的相互作用力为N和N′.两物体受力如图所示

    (1)滑块与斜面体间没有摩擦力,由牛顿第二定律,

    对滑块,竖直方向:Ncosα=mg ①

    由牛顿第三定律得N′=N ②

    联立①②得N′=

    mg

    cosα ③

    (2)对斜面体,水平方向:N′sinα=Ma ④

    联立③④解得a=

    mgtanα

    M⑤

    (3)对整体:qE=(m+M)a⑥

    联立⑤⑥得E=

    (M+m)mg

    Mqtanα⑦

    (4)斜面体发生位移s的过程中,电场力对滑块做正功 W=qEs⑧

    联立⑦⑧解得W=

    (M+m)mgs

    Mtanα⑨

    根据功能关系得:系统电势能减少−△EP=W=

    (M+m)mgs

    Mtanα⑩

    答:(1)滑块对斜面体的压力为[mg/cosα]

    (2)系统的加速度大小为[mgtanα/M]

    (3)匀强电场的场强为

    (M+m)mg

    Mqtanα

    (4)斜面体发生一段位移s的过程中,滑块与电场这个系统的电势能减小

    (M+m)mgs

    Mtanα.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;牛顿第三定律;库仑定律;电势能.

    考点点评: 本题考察牛顿第二定律及电场力做功和电势能之间的关系,另外一定要注意对于连接体问题一般采用整体隔离法.

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