如圖所示，長L=1.2m、質量M=3kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上，質量m=1kg、帶電荷量q=+...

問題詳情：

如圖所示，長L=1.2m、質量M=3kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上，質量m=1kg、帶電荷量q=+2.5×10﹣4C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動摩擦因數μ=0.1，所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強E=4.0×104N/C的勻強電場．現對木板施加一平行於斜面向上的拉力F=10.8N．取g=10m/s2，斜面足夠長．求：

（1）物塊經多長時間離開木板？

（2）物塊離開木板時木板獲得的動能．

（3）物塊在木板上運動的過程中，由於摩擦而產生的內能．

【回答】

解：（1）物塊向下做加速運動，設其加速度為a1，木板的加速度為a2，

則由牛頓第二定律

對物塊：mgsin37°﹣μ（mgcos37°+qE）=ma1

a1=4.2m/s2

對木板：Mgsin37°+μ（mgcos37°+qE）﹣F=Ma2

a2=3m/s2

又a1t2﹣a2t2=L

得物塊滑過木板所用時間t= s．

（2）物塊離開木板時木板的速度v2=a2t=3 m/s．

其動能為Ek2=Mv22=27 J

（3）由於摩擦而產生的內能為    Q=F摩x相=μ（mgcos37°+qE）•L=2.16 J．

答：（1）物塊經過s離開木板．

（2）物塊離開木板時木板獲得的動能為27J．

（3）物塊在木板上運動的過程中，由於摩擦而產生的內能為2.16J．

知識點：靜電場及其應用單元測試

題型：綜合題