Question

（9分）．如圖所示，長L＝1.2 m、質(zhì)量M＝3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上，質(zhì)量m＝1 kg、帶電荷量q＝＋2.5×10－4C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，所在空間加有一個(gè)方向垂直斜面向下、場強(qiáng)E＝4.0×104N/C的勻強(qiáng)電場．現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N．取g＝10 m/s2，斜面足夠長．求：

（1）物塊經(jīng)多長時(shí)間離開木板？

（2）物塊離開木板時(shí)木板獲得的動能．

（3）物塊在木板上運(yùn)動的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能．

Answer 1

（1）s （2）27 J（3）2.16 J

【解析】

試題分析：（1）物塊向下做加速運(yùn)動，設(shè)其加速度為a1，木板的加速度為a2，則由牛頓第二定律對物塊：mgsin 37°－μ（mgcos 37°＋qE）＝ma1

對木板：Mgsin 37°＋μ（mgcos 37°＋qE）－F＝Ma2

又a1t2－a2t2＝L 得物塊滑過木板所用時(shí)間t＝s.

（2）物塊離開木板時(shí)木板的速度v2＝a2t＝3m/s.

其動能為Ek2＝Mv22＝27 J.

（3）由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為（程序思維法）

Q＝Fs相對＝μ（mgcos 37°＋qE）·L＝2.16 J.

考點(diǎn)：牛頓第二定律、功能關(guān)系