Question

提问一物理题

在光滑水平面上方存在着水平向左的的有界匀强电场，电场左边界为墙壁，金属块与绝缘长木板间的动摩擦因数为0.4，电场宽度为L=3.75m，电场强度为=20000V/m
,长l=3m，质量M=2kg的不带电绝缘长木板Q静止在水平地面上，质量m=1kg，电量q=0.0001C的带正电金属块P（可视为质点）以V=3M/S的初速度从右端滑上长木板，金属块和长木板达到相对静止后进入匀强电场，经过一段时间，长木板与墙壁发生第一次碰撞，时间极短且碰撞过程无机械能的损失。已知金属块与绝缘长木板的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力
求
长木板与墙壁第一次碰撞时，长木板的速度为多大
长木板与墙壁发生第二次碰撞时，长木板速度为多大
从金属块到长木板与墙壁发生第二次碰撞hi系统产生的热量

Answer 1

解：首先你要读懂题目，这是一道融合动量定理、电场的力学典型综合题。在小木块和长木板组成的系统未进入电场之前，系统动量是守恒的可以利用动量定理解决，之后进入电场后要分别分析，水平方向小木块受电场力和摩擦力，而长木板只受一个摩擦力，在与墙壁相撞以后，速度立即反向，而小木块受力不变，此后长木板速度方向和受力方向相反，做减速运动。有能量守恒可以计算系统的热量。具体如下
（1）由题意 对小木块和长木板有动量守恒定律得：
mv0=(M+m)v1 解v1=1 m/s
从小木块开始滑动到达到共同速度v1过程用能量守恒定律
1/2 m (v0)^2 = f s1 +1/2 (m+M)(v1)^2 解 s1=0.75m
即当小木块开始进入电场的时候，长木板距离墙壁还有 L1= 3.75--(3-0.75)=1.5m
对长木板 1/2 M (v1)^2 + f L1=1/2 M (v2)^2 解v2=2.593
(2)