题目

如图所示，为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个表面绝缘质量为1kg的小车，小车置于光滑的水平面上，在小车左端放置一质量为0.1kg带电量为q=1×10-2C的绝缘货柜，现将一质量为0.9kg的货物放在货柜内．在传送途中有一水平电场，可以通过开关控制其有、无及方向．先产生一个方向水平向右，大小E1=3×102N/m的电场，小车和货柜开始运动，作用时间2s后，改变电场，电场大小变为E2=1×102N/m，方向向左，电场作用一段时间后，关闭电场，小车正好到达目的地，货物到达小车的最右端，且小车和货物的速度恰好为零。已知货柜与小车间的动摩擦因数??=0.1，（小车不带电，货柜及货物体积大小不计，g取10m/s2）求： ⑴第二次电场作用的时间； ⑵小车的长度； ⑶小车右端到达目的地的距离． 答案：（1）6s       （2）m   （3）10.7m 解析:（1）货物         小车                                      经t1=2s  货物运动                                     小车运动                          货物V1=a1t1=2×2=4m/s  向右       小车V2=a2t1=1×2=2m/s   向右       经2秒后，货物作匀减速运动 向左       小车加速度不变，仍为a2=1m/s2  向右，当两者速度相等时，货柜恰好到达小车最右端，以后因为qE2=f=??(m0+m1)g，货柜和小车一起作为整体向右以向右作匀减速直到速度都为0．              共同速度为V=V1—a1′ t2    V=V2+a2′t2    t2=   V=m/s             货物和小车获得共同速度至停止运动用时                 第二次电场作用时间为t=t2+t3=6s                                 （2）小车在t2时间内位移S3=V2t2+a2t22=m                            货柜在t2时间内位移为S4=V1t2—a1′t22=m                      小车长度L=S1-S2+S4-S3=m                                       （或用能量守恒qE1S1-qE2S4=   L=m       （3）小车右端到达目的地的距离为S               

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