设金属框产生1.6J热量时的速度大小为v1,根据能量守恒定律得:
Q=
m1 2
?
v
m1 2
v
其中 m=0.05kg,v0=10m/s,Q=1.6J代入解得,v1=6m/s
设匀减速运动的加速度大小为a,由v1-at=0得
a=
=v1 t
=2m/s26 3
则t=1s时速度为v2=v1-at=6-2×1=4m/s
设此时外力F的大小为F,方向水平向右,则有
-F=ma
B2L2v2
R
解得,F=0
t=2s时速度为v3=v1-at=6-2×2=2m/s
设此时外力F的大小为F′,方向水平向右,则有
-F′=ma
B2L2v3
R
解得,F′=-0.05N,说明外力F方向水平向左.
故答案为:0,水平向左