如图所示,OAB为竖直放置的轻质等腰三角形支架,=30°,AB长为2L,C为AB的中点,A端搁在支撑物上,OA...
问题详情:
如图所示,OAB为竖直放置的轻质等腰三角形支架,=30°,AB长为2L,C为AB的中点, A端搁在支撑物上,OA水平,支架可绕过O点的水平轴自由转动,质量为带正电的物块P固定在支架上的A点。现将另一质量为、电荷量为的物块Q由中点C静止释放,Q沿斜面向上运动,刚好能到达B点,此时支架恰好不翻倒。已知Q与斜面间的动摩擦因数为,P、Q均可视为点电荷,求:
(1) C、B两点间的电势差;
(2) 释放Q瞬间,它的加速度;
(3) 若Q运动过程中的最大速度为,求Q处于平衡状态时的总势能。(以C点为重力势能和电势能的零点)
【回答】
(1)(3分)对物块Q,根据动能定理有:
(2分)
(1分)
(2)(6分)Q即将到达B点时,P受到的库仑力为FB,对支架,由力矩的平衡有:
对Q:
解得: (3分)
Q在C点时,受到的库仑力为FC,则:, (1分)
释放Q瞬间: (2分)
知识点:机械能守恒定律单元测试
题型:计算题
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