Question

【題目】如圖所示，在光滑水平面上有一輛長為L、質量為m的絕緣木板小車正以向右的初速度做勻速直線運動，現無初速地釋放一個質量也為m，帶電量為+q（q＞0）的小物塊在小車的正中央，發現物塊恰好沒有從車上掉下來：

（1）求物塊與小車上表面間的滑動摩擦因數μ；

（2）若車的初速度為2v0，在物塊剛放上小車的同時在空間加一水平向右的勻強電場E1，為了讓物塊不從車的左端掉下來，求電場強度E1的最小值。（重力加速度為g）

Answer 1

【答案】（1）0.25 （2）

【解析】

(1)放上物塊到二者達到共同速度的過程中系統動量守恒，選取向右為正方向，則

系統產生的熱量等于系統動能的減少量，有：

得:

(2)加上水平向右的電場后，物塊向右做勻加速直線運動，有：

小車在摩擦力作用下向右做勻減速直線運動，有：

當E1取最小值時，二者達到共同速度v2時物塊恰好到達小車的左端，有：

解得: