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如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg。链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上。空间存在竖直向下的匀强电场
题目详情
如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg。链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10 -6C 、将链条放在离地足够高的水平桌面上。空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×10 7 V/m。若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5(重力加速度取g=10m/s 2 )。给链条一个向右的初动能,试求: 小题1:链条受到的最大滑动摩擦力; 小题2:当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力。 小题3:能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能。 |
▼优质解答
答案和解析
小题1:20 N 小题2:x="0.5m " 小题3: |
(1)链条刚开始下滑的瞬间,此时链条全部在桌面上,正压力N最大。 N=Mg+qE 则fmax=μN=μ(Mg+qE)=20 N (4分) (2)假设有x的链条在桌面下方 得到x="0.5m " (4分) (3) 当下垂链条受到的重力加上电场力等于滑动摩擦力时,是临界情况。 根据平衡条件: 求得: (3分) 当链条垂下1/3m时,重力+电场力=滑动摩擦力,则如果继续下滑,重力就大于滑动摩擦力了。所以链条下滑1/3m后就会自动下滑,链条所需要的最小初动能是能够让它下滑1/3m所需的动量。 (2分) 根据动能定理: 解得: (3分) |
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