A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上,与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上.已知两金属板间的电压为U,极板间距为

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  • 解题思路:(1)当小滑块最远可滑到距A板为x的P点,系统速度相同,根据动量守恒定律求出系统最终的速度,再对系统运用动能定理,求出x的值.(2)当qE≤μmg时,小滑块滑到P点后,不再相对底座滑动. 根据功能关系求出摩擦力产生的热量.当qE≥μmg时,小滑块滑到P点后,将相对底座反向向右滑动,最终从A极板滑出电场,再根据功能关系求出摩擦产生的热量.

    (1)因底座与水平面无摩擦,系统动量守恒.当小滑块滑到P点时,与底座共速,设此速度为v.则

    由动量守恒定律得mv0=(m+m)v

    系统克服电场力及摩擦力做功qEx+μmgx=

    1

    2mv02−

    1

    2(m+m)v2

    又E=

    U

    d

    解得x=

    mdv02

    4(qU+μmgd)

    (2)①当qE≤μmg时,小滑块滑到P点后,不再相对底座滑动.

    与底座间的摩擦而产生的内能 Q=μmgx

    解得Q=

    μm2gv02d

    4(qU+μmgd)

    ②当qE≥μmg时,小滑块滑到P点后,将相对底座反向向右滑动,最终从A极板滑出电场.

    系统克服摩擦力做功产生的热量 Q=μmg•2x

    解得Q=

    μm2gv02d

    2(qU+μmgd).

    答:(1)x的值x=

    mdv02

    4(qU+μmgd).

    (2)当qE≤μmg时,因与底座间的摩擦而产生的内能Q=

    μm2gv02d

    4(qU+μmgd).

    当qE≥μmg时,因与底座间的摩擦而产生的内能Q=

    μm2gv02d

    2(qU+μmgd).

    点评:

    本题考点: 动量守恒定律;功能关系.

    考点点评: 本题综合考查了动量守恒定律、动能定理以及功能关系,综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强训练.

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