Question

【题目】如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M=0.2kg足够长的木板，在其左端放置一质量m=0.1kg，电荷量q=+0.2C的滑块（可视为质点，运动过程电量保持不变），滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.5，开始系统都处于静止状态．整个空间存在垂直于纸面向外，大小为B=0.5T的匀强磁场．t=0时木板受到一水平向左，大小为F=0.6N的恒力作用，设滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．求：

（1）摩擦力对滑块所做的总功；

（2）当滑块的运动达到稳定状态且木板的速度v=25m/s时同时撤去恒力和磁场，求撤去后滑块与木板间的相对位移．

Answer 1

【答案】（1）5J（2）15m

【解析】（1）设滑块匀速运动的速度v1，则 mg=qv1B

解得 v1=10m/s

对滑块，由动能定理得：

（2）当木板的速度v=25m/s时同时撤去恒力和磁场，滑块匀加速运动，木板匀减速运动；

对滑块加速运动的加速度大小：

对木板减速运动的加速度大小：

设经过时间t，滑块和木板速度相等：v2=v1+a1t=v-a2t

解得： ，v2=20m/s

这段时间滑块与木板的相对位移：