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A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上,与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上.已知两金属板间的电压为U,极板间距为d.在A板底端上有一小孔,质量也为m、带正电、电荷量为q的小滑块以v0的速度从小孔水平滑入极板间,小滑块最远可滑到距A板为x的P点.已知小滑块与底座间的动摩擦因数为μ,极板外侧的电场强度为0.不计电场的边缘效应以及小滑块电荷对电场的影响.求:

小题1:x的值;
小题2:小滑块在极板间运动的全过程中,因与底座间的摩擦而产生的内能.

小题1:
小题2:
(1)(8分)解法一:
因底座与水平面无摩擦,系统动量守恒。当小滑块滑到P点时,与底座共速,设此速度为v。则
由动量守恒定律得                   (2分)
系统克服电场力及摩擦力做功  (3分)
又                            (1分)
解得                (2分)
解法二:
因底座与水平面无摩擦,系统动量守恒。当小滑块滑到P点时,与底座共速,设此速度为v。则由动量守恒定律得                   (2分)
电容极板的电场强度                           (1分)
则小滑块所受的电场力 
设小滑块、底座对地位移分别为,根据动能定理
对小滑块   (1分)
对底座        (1分)
解得               (1分)
底座的对地位移               (1分)
共速时小滑块距A板最远,最远距离 (1分)
(2)(10分)
①当时,小滑块滑到P点后,不再相对底座滑动。   (2分)
与底座间的摩擦而产生的内能                       (2分)
解得               (1分)
②当时,小滑块滑到P点后,将相对底座反向向右滑动,最终从A极板滑出电场。                                    (2分)
系统克服摩擦力做功产生的热量         (2分)
解得              (1分)
练习册系列答案
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(2)辨析题:若把题(1)中的水平力反向,大小不变,然后释放物体,则物块落地的速度为多大?
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你认为该同学的分析正确吗?若正确,请求出落地速度的大小;
若不正确,请指出错误处,并求出落地速度的大小。

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C.卫星速度增大,引力势能和动能之和增大
D.卫星速度减小,引力势能和动能之和减小

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