【如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1=1kg-查字典问答网
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来自李海翔的问题

  【如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1=1kg的小车,小车的左端放置有一个可视为质点的、质量m2=2kg、电荷量q=+1×10-4C的小物块B,距小车右端s=2m处有一竖直的墙壁.小车所在空】

  如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1=1kg的小车,小车的左端放置有一个可视为质点的、质量m2=2kg、电荷量q=+1×10-4 C的小物块B,距小车右端s=2m处有一竖直的墙壁.小车所在空间有一个可以通过开关控制其有、无的水平向右的匀强电场,电场强度的大小为E=3×104N/C.若小车A和小物块B一起由静止开始运动,且在小车与墙壁碰撞的瞬间撤去电场;碰撞时间忽略不计,碰撞过程无机械能的损失;小物块B始终未到达小车A的右端,它们之问的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.小车不带电,g取10m/s2.求:

  (1)有电场作用时小车A所受的摩擦力大小和方向?

  (2)小车A第一次与墙壁相碰后向左运动的最远距离为多少?

  (3)小车A第二次与墙壁相碰时的速度为多少?

  (4)要使小物块B最终不滑离小车A,小车的长度至少多长?

1回答
2020-02-06 11:08
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李鹤鸣

  (1)假设小车A与小物块B相对静止,以A、B整体为研究对象

  由牛顿第二定律得qE=(m1+m2)a

  解得a=1 m/s2

  再以小车A为研究对象,设它受到的静摩擦力为FBA,A、B之间的最大静摩擦力为Fmax,

  由牛顿第二定律得FBA=m1a=1N,Fmax=μm2g=4N

  因FBA<Fmax,故假设成立.小车A所受的摩擦力大小为1N,方向水平向右

  (2)设小车A和小物块B第一次与墙壁相碰前瞬间的速度为v0.

  由运动学规律有v02=2as

  解得v0=2m/s

  小车A与墙壁相碰后瞬间速度大小不变,方向向左,小物块B速度不变.由于B的动量大于A的动量,因此A向左做匀减速运动的速度减为零时,向左运动的距离最远,设这个距离为s1

  由动能定理有μm

2020-02-06 11:10:22

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