Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=2kg帶電量為q=+2×10-3C的小物塊A與質(zhì)量不計(jì)的絕緣木板B疊放在水平面上，A位于B的最左端且與豎直固定于地面上的擋板P相距S0=3m，已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A與擋板相撞沒(méi)有機(jī)械能損失，且A帶電量始終保持不變。整個(gè)裝置處在大小為方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，現(xiàn)將A、B同時(shí)由靜止釋放，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）A、B釋放時(shí)，物塊A的加速度大小；

（2）若A與擋板不相碰，木板的最小長(zhǎng)度L0；

（3）若木板長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0．8m，整個(gè)過(guò)程木板運(yùn)動(dòng)的總路程S．

Answer 1

【答案】（1） （2）1m （3）2．32m

【解析】

試題分析：（1）A和B一起勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）當(dāng)B木板與擋板P相碰時(shí)速度：

木板B與擋板P撞后停止，物塊A繼續(xù)滑動(dòng)加速，由牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得:

當(dāng)A恰好滑到擋板P處停止時(shí)有：

距離關(guān)系為：

代入得： 即木板最小長(zhǎng)度為1米

（3）因?yàn)長(zhǎng)小于L0，故物塊與擋板碰撞，然后原速返回，與木板B共同反向勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零，

再共同加速向右滑動(dòng)，不斷往復(fù)，最終A、B都最終停在擋板P處。

物塊A和木板B間產(chǎn)生的熱量：

木板與水平面間產(chǎn)生熱量：

整個(gè)過(guò)程由能量守恒定律:

代入數(shù)據(jù)得：