Question

16．如圖所示，空間有一垂直紙面向外、磁感應強度為0.5T的勻強磁場，一質量為0.2Kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平地面上，木板左端放置一質量為0.1Kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與木板之間的動摩擦因數為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力認為等于滑動摩擦力．t=0時，大小F=0.6N、方向水平向左的恒力開始作用于木板，取g=10m/s²．則  （　�。�

• A． 木板和滑塊一直做加速度為2m/s²的勻加速直線運動
• B． 木板從t=0開始先做加速度增大的加速運動，最后做加速度大小為3m/s²的勻加速直線運動
• C． t=3s后滑塊與木板發(fā)生相對運動
• D． 滑塊最后做速度為10m/s勻速運動

Answer 1

分析 先求出木塊靜摩擦力能提供的最大加速度，再根據牛頓第二定律判斷當0.6N的恒力作用于木板時，系統(tǒng)一起運動的加速度，當滑塊獲得向左運動的速度以后又產生一個方向向上的洛倫茲力，當洛倫茲力等于重力時滑塊與木板之間的彈力為零，此時摩擦力等于零，此后物塊做勻速運動，木板做勻加速直線運動．

解答 解：A、由于動摩擦因數為0.5，靜摩擦力能提供的最大加速度為5m/s²，當0.6N的恒力作用于木板時，系統(tǒng)一起以a=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{0.6}{0.2+0.1}$=2m/s²＜5m/s²的加速度一起運動；當滑塊獲得向左運動的速度以后又產生一個方向向上的洛倫茲力，當洛倫茲力等于重力時滑塊與木板之間的彈力為零，此時Bqv=mg，代入數據解得：v=10m/s，此時摩擦力消失，滑塊做勻速運動，而木板在恒力作用下做勻加速運動，a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.6}{0.2}$=3m/s²，故A錯誤，D正確．
B、由A的分析可知，開始木塊以2m/s²做勻加速直線運動，滑塊相對于木塊運動后，摩擦力減小，木塊的加速度增大，做加速度增大的加速運動，最后木塊做加速度大小為3m/s²的勻加速直線運動，故B錯誤；
C、開始時滑塊先與木塊一起以做勻加速直線運動，滑塊相對于木塊運動后，摩擦力減小，加速度減小，做加速度減小的加速運動，最后以10m/s做勻速直線運動，所以滑塊加速的時間一定大于5s．故C錯誤．
故選：D

點評 本題主要考查了牛頓第二定律的直接應用，要求同學們能正確分析木板和滑塊的受力情況，進而判斷運動情況．