问题
选择题
绝缘水平面上固定一正电荷Q,另一质量为m、电荷量为-q的滑块从a点以初速度υ0沿水平面向Q运动,到达b点时速度为零.已知a、b距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.以下判断正确的是( )
A.滑块在运动过程中所受Q的静电引力先小于滑动摩擦力,后大于滑动摩擦力
B.滑块在运动过程的中间时刻,瞬时速度的大小等于
υ01 2
C.此过程中产生的内能为
m1 2 υ 20
D.a、b两点间的电势差为m(2μgs- υ 20) 2q
答案
A、由题意可知,滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力,摩擦力与运动方向相反,而库仑力与运动方相同,因滑块在b点静止,故一定有段时间,库仑力小于滑动摩擦力,当在滑动过程中,随着间距减小,库仑力增大,但仍小于滑动摩擦力,到达b点时速度减为零.故A错误;
B、水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力,当在滑动过程中,随着间距减小,库仑力增大,但仍小于滑动摩擦力,所以导致加速度慢慢减小,加速度是变化的,故中间时刻的速度不等于
,故B错误;v0 2
C、由动能定理可得:Uq-μmgs=0-
mv02,1 2
产生的内能Q=μmgs=Uq+
mv02,1 2
因此在此过程中产生的内能大于动能的减少.故C错误;
D、由动能定理可得:Uq-μmgs=0-
mv02,解得两点间的电势差U=1 2
,故D正确;m(
-2μgs)v 20 2q
故选D.