Question

【題目】如圖所示，在光滑的水平面上有一質量為M=0.2kg足夠長的木板，在其左端放置一質量m=0.1kg，電荷量q=+0.2C的滑塊（可視為質點，運動過程電量保持不變），滑塊與木板之間的動摩擦因數μ=0.5，開始系統都處于靜止狀態．整個空間存在垂直于紙面向外，大小為B=0.5T的勻強磁場．t=0時木板受到一水平向左，大小為F=0.6N的恒力作用，設滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2．求：

（1）摩擦力對滑塊所做的總功；

（2）當滑塊的運動達到穩定狀態且木板的速度v=25m/s時同時撤去恒力和磁場，求撤去后滑塊與木板間的相對位移．

Answer 1

【答案】（1）5J（2）15m

【解析】（1）設滑塊勻速運動的速度v1，則 mg=qv1B

解得 v1=10m/s

對滑塊，由動能定理得：

（2）當木板的速度v=25m/s時同時撤去恒力和磁場，滑塊勻加速運動，木板勻減速運動；

對滑塊加速運動的加速度大小：

對木板減速運動的加速度大小：

設經過時間t，滑塊和木板速度相等：v2=v1+a1t=v-a2t

解得： ，v2=20m/s

這段時間滑塊與木板的相對位移：