题目内容
如图所示，在光滑水平地面上有一小车，车底板光滑且绝缘，车上左右两边分别竖直固定有金属板M，N，两板间的距离为L，M板接电源的正极，N板接电源的负极，两极板间的电场可视为匀强电场，一可视为质点的带正电小球，处在小车底板上靠近M板的位置并被锁定（球与M板不接触）。小球与小车以速度v共同向右运动。已知小球带电量为q，质量为m，车、金属板和电源的总质量为3m。某时刻突然解除对小球的锁定，小球在电场力的作用下相对小车向右运动，当小球刚要与小车的N板接触时，小车的速度恰好为零。求：
(1)两极板间匀强电场的场强E的大小；
(2)从解除锁定到小球第一次运动到小车的N板时，系统电势能的变化量。
(1)两极板间匀强电场的场强E的大小；
(2)从解除锁定到小球第一次运动到小车的N板时，系统电势能的变化量。
解：(1)设小球和小车的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律
设从解除锁定到小球刚要与小车的N板接触所经历时间为t，由题意得
v0=a2t
小球的位移
小车的位移
又s1-s2=L
联立解得
(2)由功能关系得
设从解除锁定到小球刚要与小车的N板接触所经历时间为t，由题意得
v0=a2t
小球的位移
小车的位移
又s1-s2=L
联立解得
(2)由功能关系得
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