题目

有一质量为M=0.5kg的矩形绝缘板静止在光滑的水平面上，另一质量为m=0.25kg、带电量为+q的物块（视为质点，以初速度v0=6ms从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘板周围空间是范围足够大的匀强电场区域，其场强大小 ，方向竖直向下，如图所示，已知物块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.2，物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止。取g=10m/s2。求： （1） 物块刚滑入绝缘板时，物块和绝缘板的加速度大小； （2） 物块在绝缘板上滑动的过程中系统产生的热量。 答案： 解：物块与绝缘板间摩擦力为 f=μ(mg+qE)=1N 物块刚滑入绝缘板时，物块加速度大小为 am=fm=4m/s2 绝缘板加速度大小为 aM=fM=2m/s2 解：共速时物块速度与绝缘板速度相等即 v0−amt=aMt 解得t=1s 此过程物块位移为 Sm=v0t−12amt2=4m 绝缘板位移为 SM=12aMt2=1m 所以产生的热量为 Q=f(Sm−SM)=3J

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