如图所示,长L=1.2m、质量M=3kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1kg、带电荷量q=+...
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问题详情:
如图所示,长L=1.2m、质量M=3kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1kg、带电荷量q=+2.5×10﹣4C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8N.取g=10m/s2,斜面足够长.求:
(1)物块经多长时间离开木板?
(2)物块离开木板时木板获得的动能.
(3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.
【回答】
解:(1)物块向下做加速运动,设其加速度为a1,木板的加速度为a2,
则由牛顿第二定律
对物块:mgsin37°﹣μ(mgcos37°+qE)=ma1
a1=4.2m/s2
对木板:Mgsin37°+μ(mgcos37°+qE)﹣F=Ma2
a2=3m/s2
又a1t2﹣a2t2=L
得物块滑过木板所用时间t= s.
(2)物块离开木板时木板的速度v2=a2t=3 m/s.
其动能为Ek2=Mv22=27 J
(3)由于摩擦而产生的内能为 Q=F摩x相=μ(mgcos37°+qE)•L=2.16 J.
答:(1)物块经过s离开木板.
(2)物块离开木板时木板获得的动能为27J.
(3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能为2.16J.
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:综合题
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