质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/13 02:21:20
质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止
质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场
,取g=10m/s^2
(1)求水平力F拉小滑块需要满足什么条件使小滑块与木板以相同速度一起运动.
(2)水平恒力F拉小滑块向木块右端运动,在1.0s末使滑块从木块右端滑出,力F应多大?
(3) (2)中的力F作用,在小滑块刚刚从木板右端滑出时,系统的内能增加了多少?
质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止
解析:(1)小滑块在竖直方向受到三个力:重力mg、木板支持力N1和电场力qE,因此滑块对木板的最大静摩擦力为f(m)=μN=μ(mg+qE)=4N
木板能产生的最大加速度a(m)=f(m)/M=2m/s^2
对整体一起运动,则F=(m+M)a(m)=6N
即拉力F≤时小滑块与木板以相同速度一起运动
(2)1s末小滑块从木板右端测出,则滑块相对木板滑动了一段距离L,且
L=(a-am)t^2/2,a=2L/t^2+a(m)=5m/s2
则F=ma+f(m)=9N
(3)系统增加的内能等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即Q=f(m)*L=4*1.5J=6J