Question

【题目】如图所示，质量为m=1kg，电量q=+10-4C的物块（可以看成质点），放置在质量M=2kg足够长的绝缘木板中间物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.1，木板放置在光滑的水平地面上.在地面上方存在两个具有理想边界的电场区，两区域内的电场强度大小相等，均为E=3×104V/m，宽度均为L=1m，边界距离为d，Ⅰ区电场强度的方向水平向右，Ⅱ区的电场强度方向水平向左。将物块与木板从图示位置（物块在区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板。取g=10m/s2。

(1)在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大?

(2)若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两电场区的边界距离d；

(3)物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程。

Answer 1

【答案】(1)2m/s；(2)1.5m；(3)3m

【解析】

(1) 对物块由牛顿第二定律

:

由

得

物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度

(2) Ⅰ区域内，对木板

物块到达Ⅰ区域边缘处，木板的速度

离开Ⅰ区域后，对物块

对木板

当物块与木板达到共同速度时

得

t2=1s

两电场区边界距离为

(3)由于

所以物块与木板最终只能停在两作用区之间，由全过程能量守恒与转化规律

得它们相对滑动的路程