问题
问答题
一块质量为m=1Kg，、长为L的木板，静止在光滑的水平面上，一个质量也为m、带正电，且电荷量为q=0.2c的小金属块以水平速度v0=5m/s从木板的左端开始在木板上滑动，此时木板的右端距有界匀强电场的左边距离为L，当木板的右端运动到匀强电场的左边时，金属块与木板恰好相对静止，且位于木板的中间．以后通过匀强电场的过程中金属块与木板仍然相对静止，其中L=1m．重力加速度为g=10m/s2．求：
（1）金属块与木板之间的动摩擦因数为μ=？
（2）匀强电场的强度E的最大不超过多少？
（3）若金属块与木板离开匀强电场后它们的共同速度仍为v0，匀强电场宽为2L．则匀强电场的电场强度E为多少？
答案
（1）设木板进入电场前的共同速度为V，对金属块：
由动能定理：
-μmg
L=3 2
mV2-1 2
mV02 ①1 2
对板：μmgL=
mV2 ②1 2
由上两式得：μ=
=V 20 5gL
=0.5 ③52 5×10×1
（2）木板进入电场后，根据牛顿第二定律得
对金属块：qEm-μmg=ma ④
对木板：μmg=ma ⑤
则最大场强：Em=
=50N/C ⑥2μmg q
（3）将板与金属块为整体，由动能定理得：
qE•2L=
•2mV02-1 2
•2mV2 ⑦1 2
由②⑦式E=37.5N/C⑧
答：（1）金属块与木板之间的动摩擦因数为μ为0.5．
（2）匀强电场的强度E的最大不超过50N/C．
（3）匀强电场的电场强度E为37.5N/C．