Question

质量m A =3.0kg、长度L=0.60m、电量q=4.0×10 -5 C的导体板A在绝缘水平面上，质量m B =1.

Answer 1

设B受到的最大静摩擦力为f _1m，则：f _1m=μ ₁m _Bg=2.5N…①

设A受到的滑动摩擦力为f ₂，则：f ₂=μ ₂（m _A+m _B）g=4.0N…②

施加电场后，设A、B以相同的加速度向右做匀减速运动，加速度大小为a，由牛顿第二定律：

qE+f ₂=（m _A+m _B）a…③

解得：a=2.0m/s ²

设B受到摩擦力为f ₁，由牛顿第二定律得：f ₁=m _Ba…④

解得：f ₁=2.0N

由于f ₁＜f _1m，所以电场作用后，A、B仍保持相对静止以相同加速度a向右减速运动

A与挡板碰前瞬间，设A、B向右的共同速度为υ ₁

υ 21 =

υ 20 -2aS …⑤

A与挡板碰后，以A、B系统为研究对象：qE=f ₂ … _⑥

故A、B系统动量守恒，设A、B向左共同速度为υ，规定向左正方向，有：

m _Aυ ₁-m _Bυ ₁=（m _A+m _B）υ…⑦

设该过程中，B相对于A向右的位称移为S ₁，A向左的位移为S ₂由系统功能关系：

qE S 2 - μ 1 m B g S 1 - μ 2 ( m A + m B )g S 2 =

1

2 ( m A + m B ) υ 2 -

1

2 ( m A + m B )

υ 21 …⑧

A、B达到共同速度υ后做匀速运动．要使B不从A上滑下，S ₁≤L…⑨

由⑤⑥⑦⑧⑨可解得B恰好不滑下A时，S=2m

答：S应满足的条件为S≥2m