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18.如圖所示,粗糙的水平平臺距地面高h=1.6m,平臺右端有豎直向上的勻強電場,電場強度為E=5.0×103V/m.水平臺左端擋板上固定一根輕質(zhì)彈簧,彈簧的右端靠著一帶電小滑塊(與彈簧不固連),滑塊質(zhì)量為m=1.0kg,帶電量為q=+1.0×10-3C.開始時彈簧被壓縮,某時刻松開彈簧,小滑塊運動到A點時與彈簧分離,并從水平臺邊緣的B點水平飛出,最后落在地面上的C點.已知小滑塊與水平臺間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,s1=2.2m.落地點到平臺的水平距離為s2=4.0m.運動過程中滑塊帶電量不變,不計空氣阻力,g取10m/s2,求:
(1)小滑塊從平臺邊緣B點水平飛出時的速度的大小
(2)小滑塊與彈簧分離時的速度大�。�

分析 (1)根據(jù)高度求出平拋運動的時間,結(jié)合水平位移和時間求出平拋運動的初速度.
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出勻減速運動的加速度,結(jié)合速度位移公式求出滑塊與彈簧分離時的速度大小.

解答 解:(1)滑塊從B運動到C,做類平拋運動,電場力:F=qE=1.0×10-3×5.0×103N=5N
物體在豎直方向的加速度:a=mgFm=gFm=1051=5m/s2
落地的時間為:t2=2ha=2×1.65=0.8s,
則平拋運動的初速度為:vB=s2t2=4.00.8m/s=5.0m/s.
(2)滑塊從A到B做勻減速運動,加速度為:a′=fm=μmgm=μg=0.25×10m/s2=2.5m/s2,
v2Bv2A=2as1
代入數(shù)據(jù)解得:vA=6m/s
答:(1)滑塊從平臺邊緣的B點水平飛出時的速度大小為5m/s;
(2)滑塊與彈簧分離時的速度大小為6m/s.

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,知道高度決定時間,初速度和時間共同決定水平位移.以及知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁.

練習(xí)冊系列答案
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