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如图所示,长L=1.2 m、质量M=3 kg的木板放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1 kg、带电荷量q=+2.5×104 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N. 取g=10 m/s2,斜面足够长.设图示位置木板和物块的速度均为零。求:

    (1)物块经多长时间离开木板;

    (2)物块离开木板时木板获得的动能;                       

    (3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.

解析: (1)物块向下做加速运动,设其加速度为a1,木板的加速度为a2

则由牛顿第二定律

对物块:mgsin37°-μ(mgcos37°+qE)=ma1           a1=4.2m/s2(2分)

对木板:Mgsin37°+μ(mgcos37°+qE)-FMa2     a2=3m/s2(2分)

a1t2a2t2L(1分)得物块滑过木板所用时间t s. (2分)

(2)物块离开木板时木板的速度v2a2t=3 m/s. (2分)

(3)其动能为Ek2Mv22=27 J(2分)

(3)由于摩擦而产生的内能为    QFxμ(mgcos37°+qEL=2.16 J. (3分)

练习册系列答案
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如图所示,长L=1.5m、高h=0.45m、质量为M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度v0=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的小球轻放在距木箱右端L/3的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面。已知木箱与地面的动摩擦因数为0.2,而小球与木箱之间的摩擦不计,取g=10m/s2。求:

(1)小球从离开木箱开始至落地所用的时间。

(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移。

(3)小球离开木箱时木箱的速度。

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(1)物块经多长时间离开木板;

(2)物块离开木板时木板获得的动能;

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如图所示,长L=1.2 m、质量M=3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1 kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N. 取g=10 m/s2,斜面足够长.求:

(1)物块经多长时间离开木板;

(2)物块离开木板时木板获得的动能;                       

(3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.

 

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(3)小球离开木箱时木箱的速度。

 

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