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如图所示,长L=1.2m、质量M=3kg的木板放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8N.取g=10m/s2,斜面足够长.设图示位置木板和物块的速度均为零.试求:
(1)物块离开木板时木板获得的动能;
(2)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.

【答案】分析:(1)题的关键是首先对物体和木板受力分析,可知物体和木板均将沿斜面向下做匀加速运动,然后分别应用牛顿第二定律求出它们的加速度,再根据物体离开木板时的位移关系列式即可求解.(2)题的关键是明确摩擦生热公式Q=f的运用.
解答:解:(1)物块向下做加速运动,设其加速度为,木板的加速度为
对物块:mgsin37°-μ(mgcos37°+qE)=m=4.2m/
对木板:Mgsin37°+μ(mgcos37°+qE)-F=M,解得=3m/
t2-t2=L,可得物块滑过木板所用时间t= s
物块离开木板时木板的速度v2=t=3 m/s,其动能为=M=27J 
故物块离开木板时木板获得的动能为27J.
(2)由于摩擦而产生的内能为 Q=f=μ(mgcos37°+qE)?L=2.16 J
故物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能为2.16J.
点评:解决动力学问题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析,然后选择适当的物理规律求解即可.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长L=1.6m,质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上,质量m=1kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场,如图所示,现对木板施加一水平向右的拉力F.取g=10m/s2,求:
(1)使物块不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=11N恒定不变,小物块所能获得的最大动能.

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(2012?丰台区模拟)如图所示,长L=1.3m,质量M=5.0kg的平板小车A静止在光滑的水平面上,小车左端放有质量m=1.0kg的木块B(可以看作质点),木块B与小车A之间的动摩擦因数μ=0.20,现用水平恒力F拉动木块B在小车A上滑行.求:
(1)木块B在平板小车A上滑行时,小车A的加速度大小及方向;
(2)若F=5N,则木块B和小车A脱离时的速率分别是多少;
(3)从木块B刚开始运动到A、B脱离的过程中,水平恒力F对木块B所做的功.

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(1)小木块B在平板小车A上滑行时,小车A的加速度大小、方向;
(2)当F=
12
mg
时,使木块B从小车A的右端与A脱离时,小车A的动能和此过程中F对木块B做的功.

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(1)使物块不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=10N恒定不变,小物块所能获得的最大动能.

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