Question

(功能关系在混合场内的应用)如图所示，MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(左侧有挡板)，整个空间有平行于平板向右、场强为E＝2 N/C的匀强电场，在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，一个质量为m＝4×10^－3 kg、带负电的小物块，带电量q＝10^－2 C，从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动．当物体碰到左端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下，大小不变．小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板MC部分的长度为L＝5 m，物块与平板间的动摩擦因数为μ＝0.2，求：

(1)小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功W_f；

(2)小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能ΔE；

(3)小物块从与左挡板碰后到最终静止所用时间t；

(4)整个过程中由于摩擦产生的热量Q．

Answer 1

答案：
解析：

解析：设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1，由平衡条件有 　　　① 　　设小物块在向左运动过程中克服摩擦力做的功为W，由动能定理有 　　　② 　　由①②式解得　③ 　　(2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2，与右端挡板碰撞过程损失机构能为，则有　④ 　　　⑤ 　　由③⑤⑥式解得　⑥ 　　(3)小物块由M到C匀速运动，时间为　⑦ 　　小物块由C到静止匀减速运动，　⑧ 　　时间为　⑨ 　　总时间为t＝t1＋t2＝4.5 s　⑩ 　　(4)对全过程，由能量守恒定律有　 　　　 　　(或 　　由⑤⑧式解得　 　　评分标准：①式2分，其余各1分，共14分