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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3m/s时,将一个不带电、可

网友投稿  2022-07-31 00:00:00  互联网

◎ 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)物块相对小车滑动时物块和小车的加速度;
(2)物块相对小车滑动的时间;
(3)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能;
(4)从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量.
魔方格

◎ 答案

(1)物块放上后,小车向右做匀加速运动 a1=
Eq-μmg
M
=0.5m/s2

物块向右做匀加速运动a2=μg=2m/s2
(2)设滑块在小车滑行时间t1
∴v1+a1t1=a2t1       t1=2s                                    
(3)物块在车上相对车滑行距离△S=S-S=v1t1+
1
2
a1t2-
1
2
a2t2
=3(m)
∴Q=f△S=μmg?△S=6J                                              
(4)当物块与小车相对静止时,共同运动加速度a3=
qE
M+m
=
6
9
=
2
3
m/s2

当物块与小车相对静止时,共同运动的速度 v=v1+a1t1=4m/s   
S1=v1t1+
1
2
a1t12=7m
S2=vt2+
1
2
a3t22=4×3+
1
2
×
2
3
×9=15m

△Ep减少=W=qE?(S1+S2)=6×22=132J               
答:(1)小车的加速度为0.5m/s2,物块的加速度为2m/s2
(2)物块相对小车滑动的时间为2s.
(3)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能为6J.
(4)从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量为132J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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3m/s时,将一个不带电、可…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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