Question

（11分）如圖所示，A是一個質量為1×10^-3kg表面絕緣的薄板，薄板靜止在光滑的水平面上，在薄板左端放置一質量為1×10^-3kg帶電量為q=1×10^-5C的絕緣物塊，在薄板上方有一水平電場，可以通過開關控制其有、無及方向．先產生一個方向水平向右，大小E₁=3×10²V/m的電場，薄板和物塊開始運動，作用時間2s后，改變電場，電場大小變為E₂=1×10²V/m，方向向左，電場作用一段時間后，關閉電場，薄板正好到達目的地，物塊剛好到達薄板的最右端，且薄板和物塊的速度恰好為零. 已知薄板與物塊間的動摩擦因數µ=0.1，（薄板不帶電，物塊體積大小不計，g取10m/s²）求：

（1）在電場E₁作用下物塊和薄板的加速度各為多大；
（2）電場E₂作用的時間；（3）薄板的長度和薄板移動的距離．

Answer 1

（1） （2）（3） 

試題分析：（1）對物塊受力分析向右的電場力和向左的摩擦力：
對薄板水平方向僅受到滑動摩擦力作用 
(2)經t₁=2s時 物塊 向右
薄板 向右
經2秒后，電場反向，物塊作勻減速運動 向左
薄板仍受到滑動摩擦力加速度不變，仍為 向右，
當兩者速度相等時，物塊恰好到達薄板最右端，以后因為，而不可能滑塊勻速滑板勻加速，所以物塊和薄板將一起作為整體向右以 向右作勻減速直到速度都為0．
共同速度為  
解得    
物塊和薄板獲得共同速度至停止運動用時
第二次電場作用時間為 
（3）經t₁=2s時 物塊運動  薄板運動 
薄板在t₂時間內位移 
物塊在t₂時間內位移為
薄板長度
薄板右端到達目的地的距離為