解题思路:1.2问列动能定理方程求解,第3问用能量守恒定律求解
(1)滑块带负电,则受电场力竖直向下,
滑块沿斜面下滑时受到的滑动摩擦力为:f=μ(mg+qE)cos37°
设到达斜面底端时速度大小为v1,重力和电场力做正功,摩擦力做负功,支持力不做功,
根据动能定理:(mg+qE)h-f[h/sin37°]=[1/2]mv12
解得:v1=2.4m/s
(2)滑块第一次与挡板碰撞后返回的高度最大,设此高度为h1,因为滑块偏向上运动所以重力电场力摩擦力都做负功,根据动能定理:
-(mg+qE)h1-f[h1/sin37°]=-[1/2]mv12
解得:h1=0.10m
(3)因为重力在斜面方向的分力大于滑块受到的摩擦力,所以滑块最终静止在斜面底端,因此重力势能和电势能减少和等于克服摩擦力做的功,即等于产生的热量:
Q=(mg+qE)h=0.96J
答:(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小为2.4m/s.
(2)沿斜面上升的最大高度为0.10m.
(3)从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q为0.96J.
点评:
本题考点: 动能定理.
考点点评: 本题考查动能定理的应用,难点在于正确写出功的表达式,功等于力乘以力方向上的分位移,比如滑块下滑时重力方向的位移为竖直方向高度h,摩擦力方向的位移即为沿着斜面的长度