Question

如图所示，小平板车B静止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物块A静止在小车B的左端．已知物块A的质量为m，电荷量为+Q；小车B的质量为M，电荷量为-Q；小车上表面绝缘，长度足够长，A、B间的动摩擦因数为μ．A、B间的库仑力忽略不计．A、B始终都处在场强大小为E，方向水平向左的匀强电场中．在t=0时刻物块A受到一大小为I，方向水平向右的瞬时冲量作用．开始向小车B的右端滑行，物块A最终未滑离小车B．求：物块A距小车B左端的最大距离．

Answer 1

分析：由受力分析可知物块A和小车构成的系统之和为零，所以系统动量守恒，可以求出它们共同的速度；然后分别以A和B为研究的对象，分析有哪些力做功，使用动能定律即可求出滑块与车的位移，它们位移的差即为所求．

解答：解：对A有：I=mv
由受力分析可知物块A和小车构成的系统之和为零，所以系统动量守恒，设两者最终速度为v₁，则有：
mv=（m+M）v₁
以A为研究对象根据动能定理：-μmgs1-QEs1=

1

2

m

v

2 1

-

1

2

mv2
以B为研究对象根据动能定理：QEs2+μmgs2=

1

2

M

v

2 1

又：s₁-s₂=s
得：s=

I2M

2m(M+m)(μmg+QE)

答：物块A距小车B左端的最大距离为s=

I2M

2m(M+m)(μmg+QE)

．

点评：根据滑块与小车组成的系统的受力，分析是否满足动量守恒定律，然后根据受力分析，结合动能定律解题即可．