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.