如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無(wú)初速度放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2，求：
（1）開(kāi)始時(shí)木板和滑塊的加速度分別是多少？
（2）木板的最大加速度為多少？
（3）滑塊的最大速度為多少？

解：
（1）由題意知長(zhǎng)木板的質(zhì)量為M=0.2kg，滑塊的質(zhì)量m=0.1kg，滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，當(dāng)F作用于長(zhǎng)木板時(shí)，對(duì)于木板由拉力和摩擦力的合力產(chǎn)生加速度，對(duì)于滑動(dòng)由摩擦力產(chǎn)生加速度，由題意知滑塊與木板間的最大靜摩擦力fmax=μmg，產(chǎn)生的最大加速度：
當(dāng)F=0.6N的恒力單獨(dú)對(duì)長(zhǎng)木板產(chǎn)生的加速度：＜amax
所以力F作用時(shí)，M和m一起勻加速運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)牛頓第二定律有開(kāi)始時(shí)木板和滑塊的共同加速度為：a==2m/s2
（2）對(duì)于木板進(jìn)行受力分析，有F合=F-f
根據(jù)牛頓第二定律有木板的加速度：
因?yàn)镕為恒力，故當(dāng)f=0時(shí)，木板具有最大加速度，其值為：=3m/s2
（3）滑塊在木板對(duì)滑塊的摩擦力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)木板對(duì)滑塊的摩擦力為0，如圖對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析有：
滑塊受到向上的洛倫茲力，木板的支持力、重力和木板的滑動(dòng)摩擦力，
根據(jù)分析知：滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μ（mg-F）
F=qvB
當(dāng)滑塊速度最大時(shí)，f=0，即：F=mg=qVb
所以此時(shí)滑塊速度v=代入數(shù)據(jù)得：v=10m/s．
答：（1）開(kāi)始時(shí)木板和滑塊的加速度是2m/s2
（2）木板的最大加速度為3m/s2
（3）滑塊的最大速度為10m/s．
分析：先求出木塊靜摩擦力能提供的最大加速度，再根據(jù)牛頓第二定律判斷當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí)，系統(tǒng)一起運(yùn)動(dòng)的加速度，當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零，此時(shí)摩擦力等于零，此后物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
點(diǎn)評(píng)：題主要考查了牛頓第二定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析木板和滑塊的受力情況，進(jìn)而判斷運(yùn)動(dòng)情況．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?海淀區(qū)一模）如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端．整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為d=0.32m，一個(gè)質(zhì)量為m=0.50×10-3kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的物體，從板的P端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s2．求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）物體從P運(yùn)動(dòng)到R的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年河南省許昌市三校高三上學(xué)期期末考試（理綜）物理部分 題型：選擇題

如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂 直紙面向里，磁場(chǎng)上、下邊界分別位于水平面2、4處。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面1、2之間的距離。線圈下邊位于水平面1處，由靜止釋放。若線圈下邊剛通過(guò)水平面1、2、3（位于磁場(chǎng)中）和4時(shí)，線圈的加速度大小分別為a1、a2、a3和a4，且下落過(guò)程始終做加速運(yùn)動(dòng)，則（  ）

A．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4     　　　B．a(chǎn)1＜a2＜a3＜a4

C．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4           D．a(chǎn)1＝a3＞a4＞a2

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端。整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度0.32m。一個(gè)質(zhì)量m=0.50×10－3kg、帶電荷量為q=5.0×102C的小物體，從板的P端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4。若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)取10m/s2。
   （1）判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；
   （2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
   （3）求物體與擋板碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：2005年北京市海淀區(qū)高考物理一模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端．整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為d=0.32m，一個(gè)質(zhì)量為m=0.50×10-3kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的物體，從板的P端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s2．求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）物體從P運(yùn)動(dòng)到R的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂 直紙面向里，磁場(chǎng)上、下邊界分別位于水平面2、4處。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面1、2之間的距離。線圈下邊位于水平面1處，由靜止釋放。若線圈下邊剛通過(guò)水平面1、2、3（位于磁場(chǎng)中）和4時(shí)，線圈的加速度大小分別為a1、a2、a3和a4，且下落過(guò)程始終做加速運(yùn)動(dòng)，則（   ）

A．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4     　　　B．a(chǎn)1＜a2＜a3＜a4

C．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4           D．a(chǎn)1＝a3＞a4＞a2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案