Question

(功能關(guān)系在混合場內(nèi)的應(yīng)用)如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板(左側(cè)有擋板)，整個空間有平行于平板向右、場強(qiáng)為E＝2 N/C的勻強(qiáng)電場，在板上C點(diǎn)的左側(cè)有一個垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場，一個質(zhì)量為m＝4×10^－3 kg、帶負(fù)電的小物塊，帶電量q＝10^－2 C，從C點(diǎn)由靜止開始向左先做加速運(yùn)動再做勻速運(yùn)動．當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下，大小不變．小物塊返回時在磁場中恰做勻速運(yùn)動，已知平板MC部分的長度為L＝5 m，物塊與平板間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，求：

(1)小物塊向左運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功W_f；

(2)小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能ΔE；

(3)小物塊從與左擋板碰后到最終靜止所用時間t；

(4)整個過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q．

Answer 1

答案：
解析：

解析：設(shè)小物塊向左勻速運(yùn)動時的速度大小為v1，由平衡條件有 　　�、� 　　設(shè)小物塊在向左運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為W，由動能定理有 　　�、� 　　由①②式解得�、� 　　(2)設(shè)小物塊返回時在磁場中勻速運(yùn)動的速度大小為v2，與右端擋板碰撞過程損失機(jī)構(gòu)能為，則有�、� 　　�、� 　　由③⑤⑥式解得�、� 　　(3)小物塊由M到C勻速運(yùn)動，時間為�、� 　　小物塊由C到靜止勻減速運(yùn)動，�、� 　　時間為�、� 　　總時間為t＝t1＋t2＝4.5 s�、� 　　(4)對全過程，由能量守恒定律有　 　　　 　　(或 　　由⑤⑧式解得　 　　評分標(biāo)準(zhǔn)：①式2分，其余各1分，共14分