Question

（11分）如圖所示，一塊絕緣長板 B 放在光滑水平地面上，質(zhì)量為 m 、電量為 q 可視為質(zhì)點的小物塊 A 沿板面以某初速自板左端向右滑動，由于有豎直向下的勻強電場，A 滑至板右端時相對板靜止。若其他條件不變，僅將電場方向改為豎直向上，則 A 滑至板的正中央時就相對板靜止。

   

（1）物塊 A 帶何種電荷？

（2）勻強電場的場強E多大？

Answer 1

解析：

摩擦力阻礙物塊與木板間的相對運動，第二種情況下兩者的摩擦力較大，正壓力也大，第二種情況下電場力方向向下，因此可確定物塊帶負(fù)電。

設(shè)電場強度為E，木板質(zhì)量為M、長為L，物塊的初速度為v_o，兩物體相對靜止時兩者速度為V，A、B組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒mv_o＝（M+m）V

開始時場強向下，A、B各受合力大小F₁＝μ（mg－qE）

以A為研究對象  －F₁S_A＝mv²－mv_o²

以B為研究對象  F₁S_B＝Mv²                             L＝S_A－S_B

以上各式聯(lián)立得   mv_o²－（M+m）v²＝μ（mg－qE）L   ①

同理，場強向上時，F(xiàn)₂＝μ（mg＋qE）

 mv_o²－（M+m）v²＝μ（mg＋qE）  ②  

由①②聯(lián)立得   μ（mg－qE）L＝μ（ mg＋qE）

解得   E＝