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质量为M=150g的长木板静止放在光滑的水平面上,在长木板的上方有如图所示的匀强...

质量为M=150g的长木板静止放在光滑的水平面上,在长木板的上方有如图所示的匀强电场和匀强磁场,E=2N/C,B=1.25T,AC段是光滑的,CDF段滑动摩擦因数µ=0.5,CD段的长度L=0.8m,质量为m=50g、电量为q=+0.1C的小物块,在A点静止释放,小物块始终在木板上运动,当小物块运动到D点时,木板才开始运动,最后小物块恰好未从木板上掉下.在运动过程中小物块电量不变.求
(1)小物块在CD段的运动速度;
(2)AC段的长度;
(3)小物块在木板上相对木板的滑动的时间.

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本题的关键是通过分析得出小物块在CD段做匀速直线运动,再根据重力等于洛伦兹力求出在CD段的速度,然后用动能定理求出AC段的长度,再分别对小物块和木板受力分析,结合牛顿第二定律及运动学公式求出运动时间. 【解析】 (1)由题意可知小物块在CD段做匀速直线运动,由mg=qvB得,v=4m/s 故小物块在CD段的运动速度为4m/s. (2)小物块在AC段由动能定理qE=m-0,解得=2m 即AC段长度为2m. (3)小物块在AC段时间由v=,可得=1s 小物块在CD段时间由L=v得,=0.2s 小物块在DF段,设时间,与木板共同速度为,对小物块有=μg=5m/,所以=v-=4-5, 对长木板有==m/,所以==, 联立可得=0.6s,所以总时间t==1.8s 即小物块在木板上相对木板的滑动时间为1.8s.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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