問題詳情:
如圖所示,OAB為豎直放置的輕質等腰三角形支架,=30°,AB長為2L,C為AB的中點, A端擱在支撐物上,OA水平,支架可繞過O點的水平軸自由轉動,質量為帶正電的物塊P固定在支架上的A點。現將另一質量為、電荷量為的物塊Q由中點C靜止釋放,Q沿斜面向上運動,剛好能到達B點,此時支架恰好不翻倒。已知Q與斜面間的動摩擦因數為,P、Q均可視為點電荷,求:
(1) C、B兩點間的電勢差;
(2) 釋放Q瞬間,它的加速度;
(3) 若Q運動過程中的最大速度為,求Q處於平衡狀態時的總勢能。(以C點為重力勢能和電勢能的零點)
【回答】
(1)(3分)對物塊Q,根據動能定理有:
(2分)
(1分)
(2)(6分)Q即將到達B點時,P受到的庫侖力為FB,對支架,由力矩的平衡有:
對Q:
解得: (3分)
Q在C點時,受到的庫侖力為FC,則:, (1分)
釋放Q瞬間: (2分)
知識點:機械能守恆定律單元測試
題型:計算題