Question

如圖所示，在絕緣水平面上放置一質量為m=2.0×10^-3kg的帶正電的小滑塊A，所帶電荷量為q=1.0×10^-7C．在A的左邊l=0.9m處放置一個質量為M=6.0×10^-3kg的不帶電的小滑塊B，滑塊B與左邊豎直絕緣墻壁相距s=0.05m，滑塊與水平面間的動摩擦因數為μ=0.50．在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場，電場強度為E=4.0×10⁵N/C．A由靜止開始向左滑動并與B發生碰撞，設碰撞過程的時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并與墻壁相碰撞，在與墻壁碰撞時沒有機械能損失，也沒有電荷量的損失，且兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小可忽略不計． 試求：
       　　兩滑塊在粗糙水平面上運動的整個過程中，由于摩擦而產生的熱量是多少？　　　　
（g取10m/s²，結果保留兩位有效數字）

Answer 1

解析： 　 　　在A、B碰撞之前摩擦力做功為：W₁=μmgl=9.0×10^－3J A、B碰撞前的過程，由動能定理，得：根據動量守恒定律，得兩滑塊碰后運動的速度大小為：兩滑塊共同運動，與墻壁發生碰撞后返回直到靜止，這段過程中，設兩滑塊最后靜止的位置距墻壁的距離為L₂，根據動能定理，在A、B碰撞之后到兩滑塊停下的過程中，滑塊克服摩擦力做功為整個過程中滑塊和水平面生的熱Q等于滑塊克服摩擦力做功的總和，即