Question

5．如圖所示，一質量M=0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質量m=0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數為0.6，將整個裝置置于豎直向上的電場中，電場強度隨著滑塊速度變化的規(guī)律滿足E=kv且k=0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力．現對木板施加方向水平向左，大小為0.9N的恒力，g取10m/s²．則（　�。�

• A． 木板和滑塊一直做加速度為3m/s²的勻加速運動
• B． t=2s，滑塊速度小于6m/s
• C． 最終木板做加速度為3m/s²的勻加速運動，滑塊做速度為10m/s的勻速運動
• D． 滑塊開始做勻加速運動，然后做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動

Answer 1

分析 滑塊先隨木板一起做勻加速運動，由牛頓第二定律求出加速度．當兩者之間的靜摩擦力達到最大時，兩者將發(fā)生相對滑動．根據牛頓第二定律分析加速度的變化，判斷其運動情況．

解答 解：開始階段，滑塊隨木板一起做勻加速運動，以整體為研究對象，由牛頓第二定律得：
a=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{0.9}{0.2+0.1}$=3m/s²．
當兩者之間的靜摩擦力達到最大時，有：
μ（mg-qE）=ma
由題有：E=kv
聯立得：v=10m/s
則t=2s，滑塊速為：v=at=3×2=6m/s
兩者將發(fā)生相對滑動時，對滑塊，根據牛頓第二定律有：
μ（mg-qkv）=ma
v增大時，a減小，當mg=qkv時，a=0，滑塊開始做勻速運動，所以滑塊開始做勻加速運動，加速度為3m/s²，然后做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動．故ABC錯誤，D正確．
故選：D

點評 本題一要靈活選取研究對象，二要能正確分析木板和滑塊的受力情況，進而判斷運動情況．要注意電場力是變力．