Question

如圖所示，一矩形絕緣木板放在光滑水平面上，另一質(zhì)量為m、帶電量為q的小物塊沿木板上表面以某一初速度從A端沿水平方向滑入，木板周?chē)�空間存在足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．已知物塊與木板間有摩擦，物塊沿木板運(yùn)動(dòng)到B端恰好相對(duì)靜止．若將勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向改為豎直向上，大小不變，且物塊仍以原初速度沿木板上表面從A端滑入，結(jié)果物塊運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)相對(duì)靜止．求：

⑵ 物塊所帶電荷的性質(zhì)．

⑵勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小

Answer 1

解析：⑴電場(chǎng)方向改為豎直向上后，物塊相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)的位移變小，說(shuō)明摩擦力變大，它們之間的壓力變大了，物塊所受的電場(chǎng)力向下，所以物塊帶負(fù)電．

⑵設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，木板質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L，物塊的初速度為v₀，物塊和木板共同速度為v．

當(dāng)電場(chǎng)方向向下時(shí)：

由物塊在豎直方向受力平衡得：N₁+qE = mg

由物塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv₀ = (M + m)v

由系統(tǒng)能量守恒得：μN₁L = mv₀²- (m+M)v²

當(dāng)電場(chǎng)方向向上時(shí)：

由物塊在豎直方向受力平衡得： qE+mg = N₂

由物塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv₀ = (M + m)v

由系統(tǒng)能量守恒得：μN₂•L =mv₀²- (m+M)v²

解得：E =