问题
问答题
如图所示，长L=1.2m、质量M=3kg的木板放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m=1kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场．现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8N．取g=10m/s2，斜面足够长．设图示位置木板和物块的速度均为零．试求：
（1）物块离开木板时木板获得的动能；
（2）物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能．
答案
（1）物块向下做加速运动，设其加速度为
，木板的加速度为a 1
，a 2
对物块：mgsin37°-μ（mgcos37°+qE）=m
，a 1
=4.2m/a 1 s 2
对木板：Mgsin37°+μ（mgcos37°+qE）-F=M
，解得a 2
=3m/a 2 s 2
又1 2
t2-a 1 1 2
t2=L，可得物块滑过木板所用时间t=a 2
s2
物块离开木板时木板的速度v2=
t=3a 2
m/s，其动能为2
=E k2
M1 2
=27J v 22
故物块离开木板时木板获得的动能为27J．
（2）由于摩擦而产生的内能为 Q=f
=μ（mgcos37°+qE）•L=2.16 JS 相对
故物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能为2.16J．