如图所示,为一个实验室模拟货物传送的装置,A是一个表面绝缘质量为2kg的长板车,车置于光滑的水平面上,在车左端放置一质量

_Split 2023-08-02 08:45

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  ∮惗贤☆旭

  2023-08-02 09:12

  如图所示,为一个实验室模拟货物传送的装置,A是一个表面绝缘质量为2kg的长板车,车置于光滑的水平面上,在车左端放置一质量为1kg带电量为q=1×10 -2 C的绝缘小货物B,在全部传送途中有一水平电场,可以通过开关控制其有、无及方向.先产生一个方向水平向右,大小E 1 =3×10 2 N/m的电场,车和货物开始运动,作用时间2s后,改变电场,电场大小变为E 2 =1×10 2 N/m,方向向左,电场作用一段时间后,关闭电场,关闭电场时车右端正好到达目的地,货物到达车的最右端,且车和货物的速度恰好为零.已知货物与车间的动摩擦因数µ=0.1,(车不带电,货物体积大小不计,g取10m/s 2 )求: ⑴第二次电场作用的时间；⑵车的长度.

  (1) t=t 2 +t 3 =6s Ks⑵L= m

  (1)因为车最大加速度 货物和车若以相同加速度一起运动

  所以，货物和车不可能以相同加速度一起运动。

  货物 (2分)

  车 (2分)

  经t 1 =2s货物运动 Ks5u (1分)

  车运动 (1分)

  货物V 1 =a 1 t 1 =2×2=4m/s向右(1分)

  车V 2 =a 2 t 1 =0.5×2=1m/s向右(1分)

  经2秒后,货物作匀减速运动 向左 (1分)

  车加速度不变,仍为a 2 =0.5m/s 2 向右, (1分)

  当两者速度相等时：

  共同速度为V=V 1 —a 1 ′t 2 V=V 2 +a 2 ′t 2

  t 2 = (1分)

  V= m/s (1分)

  以后因为若物和车若以相同加速度一起运动 ，(1分)

  所以货物和车一起作为整体向右作匀减速直到速度都为0.（1分)

  货物和车获得共同速度至停止运动用时 (1分)

  第二次电场作用时间为t=t 2 +t 3 =6s Ks5u (1分)

  (2)由题意，可得，当货物和车速度相等时，货物恰好移到车的最右端。车在t 2 时间内位移S 3 =V 2 t 2 + a 2 t 2 2 = m="1.56m" (1分)

  货物在t 2 时间内位移为S 4 =V 1 t 2 — a 1 ′t 2 2 = m=3.36m (1分)

  车长度L=S 1 -S 2 +S 4 -S 3 = m=4.8m (1分)

  (或用能量守恒qE 1 S 1 -qE 2 S 4 = L= m
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