Question

3．絕緣水平面上固定一正點(diǎn)電荷Q，另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的滑塊（可看作點(diǎn)電荷）從a點(diǎn)以初速度v₀沿水平面向Q運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度減為零．已知a、b間距離為s，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g． 以下判斷正確的是（　�。�

• A． 滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受的庫(kù)侖力有可能大于滑動(dòng)摩擦力
• B． 滑塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
• C． 此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為μmgs
• D． 滑塊在運(yùn)動(dòng)過程的中間時(shí)刻，速度的大小等于$\frac{{v}_{0}}{2}$

Answer 1

分析 根據(jù)滑塊的運(yùn)動(dòng)情況可知滑塊受力情況，則可知庫(kù)侖力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系；
根據(jù)庫(kù)侖力變化可確定合力變化，則加速度變化；
由由功能關(guān)系可求此過程產(chǎn)生的內(nèi)能；
由滑塊的受力情況可確定加速度的變化情況，即可判斷中間時(shí)刻的速度．

解答 解：A、由題意可知，滑塊水平方向受庫(kù)侖力、滑動(dòng)摩擦力，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，而庫(kù)侖力與運(yùn)動(dòng)方相同，因滑塊在b點(diǎn)靜止，故一定有段時(shí)間，庫(kù)侖力小于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)在滑動(dòng)過程中，隨著間距減小，庫(kù)侖力增大，但仍小于滑動(dòng)摩擦力，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度減為零，故A錯(cuò)誤；
B、水平方向受大小不變的摩擦力及變大的庫(kù)侖力，當(dāng)在滑動(dòng)過程中，隨著間距減小，庫(kù)侖力增大，但仍小于滑動(dòng)摩擦力，所以導(dǎo)致加速度慢慢減小，加速度是變化的，所以滑塊做的不是勻減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、由功能關(guān)系可知，此過程產(chǎn)生的內(nèi)能為：Q=μmgs，故C正確；
D、水平方向受大小不變的摩擦力及變大的庫(kù)侖力，當(dāng)在滑動(dòng)過程中，隨著間距減小，庫(kù)侖力增大，但仍小于滑動(dòng)摩擦力，所以導(dǎo)致加速度慢慢減小，加速度是變化的，故中間時(shí)刻的速度不等于$\frac{{v}_{0}}{2}$，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 分析滑塊的受力和運(yùn)動(dòng)情況是解決的關(guān)鍵；應(yīng)注意庫(kù)侖力隨離Q的距離的增大而減小，而滑塊的運(yùn)動(dòng)可告訴我們最后一定有滑動(dòng)摩擦力大于庫(kù)侖力；明確電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)及能量間的轉(zhuǎn)化．