综合题9.0分
物理

某同学想测量放在绝缘水平面上质量为m带电量为q的物体与水平面间的动摩擦因数,    且有一大型平行板电容器能产生最大的电场强度为E0(qE0<μmg)。已知对m加上电场后刚能使物体动起来,问

25.物体与水平面间的动摩擦因数μ=________(用E0、m、q、g表示);

26.如何加电场,方向为______________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)

解析

解析:从题中给出的题意可知qE0<μmg,因此电场方向不可能沿水平方向,而是与水平方向呈一定夹角α;随着α夹角从0到90度范围内变化,要使物体达到平衡,这个力会有一个最小值;题中“刚能使物体动起来”说明就是使物体保持平衡的最小值;

受力分析如图所示:

设当角度为α时,F力最小等于qE0

根据受力平衡有:

联立可得:  

时,有最小值:

解得:

由于

考查方向

1、考查电场力作用下物体的受力分析;

2、考查力的动态平衡;

3、考查临界值、最值的分析方法及计算方法;

解题思路

1、首先分析理解题中“刚好”二字的含义,找出隐含条件;

2、根据受力平衡列出平衡方程式,得出电场力qE的表达式;

3、根据表达式分析最值条件,及最值。

易错点

1、对体题中“刚好”两字的含义理解不到位;

2、对最值的分析不到位。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)用大型平行板电容器给m斜向上加上电场即可,

与水平方向夹角为 

(4分,只要描述出加上倾斜电场即可给2分)

解析

解析:从题中给出的题意可知qE0<μmg,因此电场方向不可能沿水平方向,而是与水平方向呈一定夹角α;随着α夹角从0到90度范围内变化,要使物体达到平衡,这个力会有一个最小值;题中“刚能使物体动起来”说明就是使物体保持平衡的最小值;

受力分析如图所示:

设当角度为α时,F力最小等于qE0

根据受力平衡有:

联立可得:  

时,有最小值:

解得:

由于互余,有<

考查方向

1、考查电场力作用下物体的受力分析;

2、考查力的动态平衡;

3、考查临界值、最值的分析方法及计算方法;

解题思路

1、首先分析理解题中“刚好”二字的含义,找出隐含条件;

2、根据受力平衡列出平衡方程式,得出电场力qE的表达式;

3、根据表达式分析最值条件,及最值。

易错点

1、对体题中“刚好”两字的含义理解不到位;

2、对最值的分析不到位。