Question

【题目】如图所示为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个表面绝缘、质量为M＝2 kg的长板车，车置于光滑的水平面上，在车左端放置一质量为m＝1 kg、带电荷量为q＝＋1×10－2 C的绝缘小货物B，在装置所在空间内有一水平匀强电场，可以通过开关控制其大小及方向。先产生一个方向水平向右、大小E1＝3×102 N/C的电场，车和货物开始运动，2 s后，改变电场，电场大小变为E2＝1×102 N/C，方向向左，一段时间后，关闭电场，关闭电场时车右端正好到达目的地，货物到达车的最右端，且车和货物的速度恰好为零。已知货物与车间的动摩擦因数μ＝0.1，车不带电，货物体积大小不计，g取10 m/s2，求第二次电场作用的时间。

Answer 1

【答案】6 s

【解析】因为车最大加速度=0.5m/s2

货物和车若以相同加速度一起运动，=1m/s2>a2

所以，货物和车不可能以相同加速度一起运动

货物=2m/s2

车=0.5m/s2

经t1=2s货物运动x1==4m

车运动x2==1m

货物v1=a1t1=2×2 m/s =4m/s，向右

车v2=a2t1=0.5×2 m/s =1m/s，向右

经2秒后，货物做匀减速运动，=2m/s2，向左

车加速度不变，仍为a2=0.5m/s2，向右

当两者速度相等时，共同速度为v=v1-t2，v=v2+ a2t2

t2=1.2s，v=1.6m/s

以后因为若物和车若以相同加速度一起运动，=m/s2< a2

所以货物和车一起作为整体向右做匀减速直到速度都为0

货物和车获得共同速度至停止运动用时=4.8s

第二次电场作用时间为t=t2+t3=6s