Question

如圖所示，小平板車B靜止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物塊A靜止在小車B的左端．已知物塊A的質量為m，電荷量為+Q；小車B的質量為M，電荷量為-Q；小車上表面絕緣，長度足夠長，A、B間的動摩擦因數為μ．A、B間的庫侖力忽略不計．A、B始終都處在場強大小為E，方向水平向左的勻強電場中．在t=0時刻物塊A受到一大小為I，方向水平向右的瞬時沖量作用．開始向小車B的右端滑行，物塊A最終未滑離小車B．求：物塊A距小車B左端的最大距離．

Answer 1

分析：由受力分析可知物塊A和小車構成的系統(tǒng)之和為零，所以系統(tǒng)動量守恒，可以求出它們共同的速度；然后分別以A和B為研究的對象，分析有哪些力做功，使用動能定律即可求出滑塊與車的位移，它們位移的差即為所求．

解答：解：對A有：I=mv
由受力分析可知物塊A和小車構成的系統(tǒng)之和為零，所以系統(tǒng)動量守恒，設兩者最終速度為v₁，則有：
mv=（m+M）v₁
以A為研究對象根據動能定理：-μmgs1-QEs1=

1

2

m

v

2 1

-

1

2

mv2
以B為研究對象根據動能定理：QEs2+μmgs2=

1

2

M

v

2 1

又：s₁-s₂=s
得：s=

I2M

2m(M+m)(μmg+QE)

答：物塊A距小車B左端的最大距離為s=

I2M

2m(M+m)(μmg+QE)

．

點評：根據滑塊與小車組成的系統(tǒng)的受力，分析是否滿足動量守恒定律，然后根據受力分析，結合動能定律解題即可．