Question

如图所示，小车质量M=8㎏，带电荷量q=+3×10 -2 C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的匀强电场，场

Answer 1

（1）物块放上后，小车向右做匀加速运动 a 1 =

Eq-μmg

M =0.5m/ s 2

物块向右做匀加速运动a ₂=μg=2m/s ²

设滑块在小车滑行时间t ₁
当两者速度相等时有 v ₁+a ₁t ₁=a ₂t ₁，t ₁=2s

物块在车上相对车滑行距离： △S= S 车 - S 物 = v 1 t 1 +

1

a a 1 t 2 -

1

2 a 2 t 2 =3(m)

故 Q=f△S=μmg•△S=6J

（2）当物块与小车相对静止时，共同运动加速度 a 3 =

qE

M+m =

6

9 =

2

3 m/ s 2

当物块与小车相对静止时，共同运动的速度v=v ₁+a ₁t ₁=4m/s

物块与小车相对静止前小车运动的位移 S 1 = v 1 t 1 +

1

2 a 1 t 1 2 =7m

物块与小车相对静止后小车运动的位移 S 2 =v t 2 +

1

2 a 3 t 2 2 =4×3+

1

2 ×

2

3 ×9=15m

所以 5s内电场力对小车所做的功 W=qE•（S ₁+S ₂）=132J

答：（1）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能为6J．

（2）从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功132J．