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如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱上连接一水平的轻质弹簧,小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A,物块A与小车的动摩擦因数...
题目内容:
如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱上连接一水平的轻质弹簧,小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A,物块A与小车的动摩擦因数为μ=0.1。仅在沙面上方空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2×103V/m。当物块A随小车以速度v0=10m/s向右做匀速直线运动时,距沙面H=5m高处有一质量为m0=2kg的带正电q=1×10-2C的小球C,以u0=10m/s的初速度水平向左抛出,最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短,且忽略弹簧最短时的长度,并取g=10m/s2。求:
(1)小球落入沙箱前的速度u和开始下落时与小车右端的水平距离x;
(2)小车在前进过程中,弹簧具有的最大值弹性势能EP;
(3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L,请讨论分析物块A相对小车向左运动的过程中,其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。
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