题目内容
如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度地放置一质量为0.1kg、电荷量为q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现对木板施加一方向水平向左、大小为0.6N的恒力为F,g取10m/s2,则
- A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动
- B.滑块开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动
- C.最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动,滑块做速度为10 m/s的匀速运动
- D.最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动,滑块做速度为10 m/s的匀速运动
BD
试题分析:设滑块质量为m、木板质量为M,两者动摩擦因数为μ。
设滑块与木板之间恰好发生相对滑动所用的拉力为Fc,
由μmg=mac, Fc=(M+m)ac 可得:Fc=1.5N;
∵0.6N<1.5N,∴起初一段时间内木板与滑块保持相对静止,具有共同加速度a。
对整体由牛顿第二定律:a==2m/s2
随着滑块速度的增加,受到向上的洛仑兹力变大,所以滑块与木板之间的弹力变小,最大静摩擦力也变小。当滑块所受静摩擦力等于最大静摩擦力的时候,两者发生相对滑动,由:f静=ma=0.2N;f静=μ(mg-Bqv);可得:v=6m/s;
又v=at ,可得:t=3s
当滑块所受洛仑兹力与重力相等时,滑块开始作匀速运动,速度达到最大值。
由mg=Bqv, 可得:最终速度v=10m/s
考点:考查力与运动的关系
点评:明确两物体间的摩擦力增大到最大静摩擦力时开始发生相对滑动,注意洛伦兹力随着水平方向的速度的增大而增大,使得物体与木板间的正压力减小,最大静摩擦力逐渐减小,这是两者发生相对滑动的根本原因
试题分析:设滑块质量为m、木板质量为M,两者动摩擦因数为μ。
设滑块与木板之间恰好发生相对滑动所用的拉力为Fc,
由μmg=mac, Fc=(M+m)ac 可得:Fc=1.5N;
∵0.6N<1.5N,∴起初一段时间内木板与滑块保持相对静止,具有共同加速度a。
对整体由牛顿第二定律:a==2m/s2
随着滑块速度的增加,受到向上的洛仑兹力变大,所以滑块与木板之间的弹力变小,最大静摩擦力也变小。当滑块所受静摩擦力等于最大静摩擦力的时候,两者发生相对滑动,由:f静=ma=0.2N;f静=μ(mg-Bqv);可得:v=6m/s;
又v=at ,可得:t=3s
当滑块所受洛仑兹力与重力相等时,滑块开始作匀速运动,速度达到最大值。
由mg=Bqv, 可得:最终速度v=10m/s
考点:考查力与运动的关系
点评:明确两物体间的摩擦力增大到最大静摩擦力时开始发生相对滑动,注意洛伦兹力随着水平方向的速度的增大而增大,使得物体与木板间的正压力减小,最大静摩擦力逐渐减小,这是两者发生相对滑动的根本原因
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