题目内容
如图所示，小车质量M=8kg，带电量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=2×10+2N/C，当小车向右的速度v=3m/s时，将一个不带电、可视为质点的绝缘物体轻放在小车的右端，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）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能？（2）从物块放上小车后5秒内电场力对小车所做的功？
【答案】
（1）物块放上小车后，小车小车向右做匀加速运动，其加速度
a1=（qE-μmg）/M = 0.5m/s2 (2分)
物块向右匀加速 a2=μg=2m/s2 （2分）
设物块在小车上相对滑动时间为t1
V+a1t1=a2t1 t1 =2秒 （2分）
物块在小车上相对滑行距离：
Δs=s车-s物 =3m （2分）
∴内能Q=FfΔs=μmgΔs=6J （2分）
（2）当物块与小车相对静止时，共同加速度运动，其加速度为
a3=qE/(M+m)=2/3 m/s2 （2分）
当物块与小车相对静止后，共同运动的初速度为
V1=v+a1t1=4m/s （2分）
小车在相对静止前位移 s1=vt1+a1t1/2=7m （1分）
小车在相对静止后位移 s2=v1t1+a3t1/2=15m （1分）
∴ W= qE ×（S1+S2）= 132J （2分）
【解析】略
练习册系列答案
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