A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上,与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上.已知两金属板间的电压为U,极板间距为
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解题思路:(1)当小滑块最远可滑到距A板为x的P点,系统速度相同,根据动量守恒定律求出系统最终的速度,再对系统运用动能定理,求出x的值.(2)当qE≤μmg时,小滑块滑到P点后,不再相对底座滑动. 根据功能关系求出摩擦力产生的热量.当qE≥μmg时,小滑块滑到P点后,将相对底座反向向右滑动,最终从A极板滑出电场,再根据功能关系求出摩擦产生的热量.

(1)因底座与水平面无摩擦,系统动量守恒.当小滑块滑到P点时,与底座共速,设此速度为v.则

由动量守恒定律得mv0=(m+m)v

系统克服电场力及摩擦力做功qEx+μmgx=

1

2mv02−

1

2(m+m)v2

又E=

U

d

解得x=

mdv02

4(qU+μmgd)

(2)①当qE≤μmg时,小滑块滑到P点后,不再相对底座滑动.

与底座间的摩擦而产生的内能 Q=μmgx

解得Q=

μm2gv02d

4(qU+μmgd)

②当qE≥μmg时,小滑块滑到P点后,将相对底座反向向右滑动,最终从A极板滑出电场.

系统克服摩擦力做功产生的热量 Q=μmg•2x

解得Q=

μm2gv02d

2(qU+μmgd).

答:(1)x的值x=

mdv02

4(qU+μmgd).

(2)当qE≤μmg时,因与底座间的摩擦而产生的内能Q=

μm2gv02d

4(qU+μmgd).

当qE≥μmg时,因与底座间的摩擦而产生的内能Q=

μm2gv02d

2(qU+μmgd).

点评:

本题考点: 动量守恒定律;功能关系.

考点点评: 本题综合考查了动量守恒定律、动能定理以及功能关系,综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强训练.

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