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如图所示,光滑水平面上静止放置着质量M=3.0kg的绝缘平板小车B.在平板车的左端放一个电荷量、质量m="1.0kg"的带电滑块A,A和B之间的动摩擦因数μ=0.80.在车的左边距车S=

网友投稿  2022-12-02 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,光滑水平面上静止放置着质量M= 3.0kg的绝缘平板小车B.在平板车的左端放一个电荷量、质量m ="1.0kg" 的带电滑块AAB之间的动摩擦因数μ=0.80.在车的左边距车S = 0.20m处有一场强、方向水平向右的匀强电场区,电场区的水平宽度d =0.21m.现对小车B施加一个大小为10N、方向水平向左的恒力F使小车向左加速运动.已知滑块A离开电场区时,恰好脱离小车.设整个运动过程滑块A所带电荷量保持不变,小车不带电,重力加速度g =10m/s2.求:
(1)A进入电场区时,AB的速度;
(2)A离开电场区时,AB的速度;
(3)小车车板的长度L

◎ 答案

(1)1m/s(方向水平向左)(2)1.2m/s(方向水平向左)(3)0.12m

◎ 解析

(1)AB之间的滑动摩擦力
=8.0N                       ①
A进入电场区之前AB保持相对静止,则对AB整体,由牛顿定律得
                         ②
A所受摩擦力为,由牛顿定律得
                               ③
代入数据解得
2.5m/s22.5N                 ④
,说明A所受摩擦力为静摩擦力,AB保持相对静止。
A进入电场区时,AB的速度相同,都为
=1m/s(方向水平向左)      ⑤
(2)A进入电场区,所受电场力
10N(方向向右)                 ⑥
A所受合力方向向右,做减速运动,离开电场时速度为,由动能定理得
               ⑦
代入数据解得
0.4m/s(方向水平向左)          ⑧
A进入电场区之后,由于AB组成的系统所受外力的矢量和为零,因此动量守恒
                  ⑨
代入数据解得B的速度
1.2m/s(方向水平向左)           ⑩
(3)A离开电场时恰好脱离小车,则在A进入电场区后B的位移为
                            ⑾
B,由动能定理得
            ⑿
代入数据解得小车车板的长度
0.12m                       ⒀

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑水平面上静止放置着质量M=3.0kg的绝缘平板小车B.在平板车的左端放一个电荷量、质量m="1.0kg"的带电滑块A,A和B之间的动摩擦因数μ=0.80.在车的左边距车S=…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  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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