(1)设金属块恰好运动出E1时的金属块的速度为v1,长木板的速度为V1
金属块在E1中运动时,由动能定理得:E1q×
-μmg×L 2
=L 2
mv121 2
带入数值得:v1=4m/s
金属块的加速度a1=
=4m/s2
E1q?μmg m
解得时间 t=
①v1 a1
长木板的加速度a2=
=1m/s2 ②μmg M
木板运动的距离S1=
a2t2 ③1 2
联立①②③解得:S1=0.5m;
对长木板由动能定理得μmg×
=L 2
mV121 2
带入数值得:V1=2m/s;
金属块在E2中运动时,运动到中间与长木板相对静止,
对整体水平方向动量守恒得:mv1+MV1=(m+M)v′
解得:v′=
m/s;8 3
此时金属块的加速度a′=
=3.2m/s2μ(mg+Eq) m
v12-v′2=2a′S
解得:S=
m<3.5m;10 9
故金属块离开电场E2时的速度v为
m/s.8 3
(2)对整个过程由能量守恒
Q+
(m+M)v′2=E1qL1 2
带入数值解得Q=
J;4 3
答:(1)金属块离开电场E2时的速度v为
m/s;8 3
(2)金属块在木板上滑动过程中转化的内能Q为
J.4 3