上海市虹口区2013学年度第一学期高三年级物理学科(14)

上海市虹口区2013学年度第一学期高三年级物理学科

考虑物块对AC的摩擦力，力矩平衡方程为：

L

Mg（l1-） FN x+Ff h （2分）

2

式中FN mg，Ff FN mg （1分） 得到：x Mg（l1-） FN-(Ff h) FN

代入数据得x=0，即物块沿AC滑行s1=0.75m到达B点时，支架恰好翻转。 （2分） 物块在AC上滑行时，根据牛顿第二定律，得：- mg ma （1分） 解出a=- g=-5m/s

2

L2

（1分）

0 v020 32

m 0.9m （1分） 物块在AC上最多能滑行的距离s2

2a2 ( 5)

由于s2 s1，所以T型支架会翻转。 （1分）

32．（14分）解答与评分标准：

（1）由图（乙）得，x=L点为图线的最低点， 切线斜率为零，

即合场强E合=0 （1分） 所以

kQAkQBkQAkQB

得 解出QA 4Q （2分） 2

(4L)2(2L)2rArB2

（2）物块先做加速运动再做减速运动，到达x=2L处速度vt≥0

从x=-2L到x=2L过程中，由动能定理得：

131

qU1- mgs1 mvt2-0，即 q（ 0- 0）- mg（ 4L） mvt2-0≥0 （2分）

272q 0

解得μ≤ （1分）

7mgL

（3）小物块运动速度最大时，电场力与摩擦力的合力为零，设该位置离A点的距离为lA

k q(4Q)k qQ则：-- mg 0 （2分） 22

lA（6L-lA）

解得lA=3L，即小物块运动到x=0时速度最大。

小物块从x=-2L运动到x=0的过程中，由动能定理得：

（1分）

12

qU2- mgs2 mvm-0 （1分）

2

代入数据：q( 0 解得 vm

2512

0)- mg（ 2L） mvm-0 632

76q 04kqQ

（1分）

63m3mL

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