Question

16．如图所示，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2Kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平地面上，木板左端放置一质量为0.1Kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力．t=0时，大小F=0.6N、方向水平向左的恒力开始作用于木板，取g=10m/s²．则  （　　）

• A． 木板和滑块一直做加速度为2m/s²的匀加速直线运动
• B． 木板从t=0开始先做加速度增大的加速运动，最后做加速度大小为3m/s²的匀加速直线运动
• C． t=3s后滑块与木板发生相对运动
• D． 滑块最后做速度为10m/s匀速运动

Answer 1

分析 先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度，再根据牛顿第二定律判断当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时摩擦力等于零，此后物块做匀速运动，木板做匀加速直线运动．

解答 解：A、由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s²，当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{0.6}{0.2+0.1}$=2m/s²＜5m/s²的加速度一起运动；当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，代入数据解得：v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.6}{0.2}$=3m/s²，故A错误，D正确．
B、由A的分析可知，开始木块以2m/s²做匀加速直线运动，滑块相对于木块运动后，摩擦力减小，木块的加速度增大，做加速度增大的加速运动，最后木块做加速度大小为3m/s²的匀加速直线运动，故B错误；
C、开始时滑块先与木块一起以做匀加速直线运动，滑块相对于木块运动后，摩擦力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动，最后以10m/s做匀速直线运动，所以滑块加速的时间一定大于5s．故C错误．
故选：D

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况．