题目

如图所示,小车质量M=8kg,带电荷量q=＋3×10－2C,置于光滑水平面上,水平面上方存在方向水平向右的匀强电场,场强大小E=2×102N/C．当小车向右的速度为v=3m/s时,将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端,物块质量m=1kg,物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,g取10m/s2,求： （1） 物块在小车上滑动过程中相对小车滑动的距离 （2） 从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功. 答案： 解:物块放上后，小车向右做匀加速运动 a1＝Eq−μmgM＝0.5m/s2 物块向右做匀加速运动a2=μg=2m/s2 设滑块在小车滑行时间t1，当两者速度相等时有   v1+a1t1=a2t1 t1=2s 物块在车上相对车滑行距离： △S=S车−S物=v1t1+12a1t12−12a2t12=3m 解:当物块与小车相对静止时，共同运动加速度 a3＝qEM+m＝69＝23m/s2 当物块与小车相对静止时，共同运动的速度v=v1+a1t1=4m/s 物块与小车相对静止前小车运动的位移  S1＝v1t1+12a1t12＝7m 物块与小车相对静止后小车运动的位移   S2＝vt2+12a3t22＝4×3+12×23×9＝15m 所以5s内电场力对小车所做的功   W=qE•（S1+S2）=132J

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