问题
问答题
如图所示，小车质量M=8㎏，带电荷量q=+3×10-2C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的匀强电场，场强大小E=2×102N/C．当小车向右的速度为v=3m/s时，将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端，物块质量m=1kg，物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，g取10m/s2，求：
（1）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能．
（2）从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功．
答案
（1）物块放上后，小车向右做匀加速运动a1=
=0.5m/s2Eq-μmg M
物块向右做匀加速运动a2=μg=2m/s2
设滑块在小车滑行时间t1
当两者速度相等时有 v1+a1t1=a2t1，t1=2s
物块在车上相对车滑行距离：△S=S车-S物=v1t1+
a1t2-1 a
a2t2=3(m)1 2
故 Q=f△S=μmg•△S=6J
（2）当物块与小车相对静止时，共同运动加速度a3=
=qE M+m
=6 9
m/s22 3
当物块与小车相对静止时，共同运动的速度v=v1+a1t1=4m/s
物块与小车相对静止前小车运动的位移 S1=v1t1+
a1t12=7m 1 2
物块与小车相对静止后小车运动的位移 S2=vt2+
a3t22=4×3+1 2
×1 2
×9=15m2 3
所以 5s内电场力对小车所做的功 W=qE•（S1+S2）=132J
答：（1）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能为6J．
（2）从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功132J．