Question

（11分）如圖所示，A是一個(gè)質(zhì)量為1×10^-3kg表面絕緣的薄板，薄板靜止在光滑的水平面上，在薄板左端放置一質(zhì)量為1×10^-3kg帶電量為q=1×10^-5C的絕緣物塊，在薄板上方有一水平電場(chǎng)，可以通過開關(guān)控制其有、無及方向．先產(chǎn)生一個(gè)方向水平向右，大小E₁=3×10²V/m的電場(chǎng)，薄板和物塊開始運(yùn)動(dòng)，作用時(shí)間2s后，改變電場(chǎng)，電場(chǎng)大小變?yōu)镋₂=1×10²V/m，方向向左，電場(chǎng)作用一段時(shí)間后，關(guān)閉電場(chǎng)，薄板正好到達(dá)目的地，物塊剛好到達(dá)薄板的最右端，且薄板和物塊的速度恰好為零. 已知薄板與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)µ=0.1，（薄板不帶電，物塊體積大小不計(jì)，g取10m/s²）求：

（1）在電場(chǎng)E₁作用下物塊和薄板的加速度各為多大；

（2）電場(chǎng)E₂作用的時(shí)間；（3）薄板的長(zhǎng)度和薄板移動(dòng)的距離．

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）（3） 

【解析】

試題分析：（1）對(duì)物塊受力分析向右的電場(chǎng)力和向左的摩擦力：

對(duì)薄板水平方向僅受到滑動(dòng)摩擦力作用 

(2)經(jīng)t₁=2s時(shí)  物塊  向右

薄板  向右

經(jīng)2秒后，電場(chǎng)反向，物塊作勻減速運(yùn)動(dòng) 向左

薄板仍受到滑動(dòng)摩擦力加速度不變，仍為  向右，

當(dāng)兩者速度相等時(shí)，物塊恰好到達(dá)薄板最右端，以后因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2014041704103490627370/SYS201404170411160625249945_DA.files/image012.png">，而不可能滑塊勻速滑板勻加速，所以物塊和薄板將一起作為整體向右以  向右作勻減速直到速度都為0．

共同速度為  

解得    

物塊和薄板獲得共同速度至停止運(yùn)動(dòng)用時(shí)

第二次電場(chǎng)作用時(shí)間為 

（3）經(jīng)t₁=2s時(shí)  物塊運(yùn)動(dòng)   薄板運(yùn)動(dòng) 

薄板在t₂時(shí)間內(nèi)位移 

物塊在t₂時(shí)間內(nèi)位移為

薄板長(zhǎng)度

薄板右端到達(dá)目的地的距離為

考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)   帶電滑塊在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)