Question

如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質(zhì)量為m＝0.2 kg，帶電荷量為q＝＋2.0×10^{－6 C}的小物塊處于靜止狀態(tài)，小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1。從t＝0時刻開始，空間加上一個如圖乙所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場(取水平向右的方向為正方向，g取10 m/s²)。求：

(1)23 s內(nèi)小物塊的位移大��；

(2)23 s內(nèi)靜電力對小物塊所做的功。

Answer 1

解析：(1)0～2 s內(nèi)小物塊的加速度

a₁＝＝2 m/s²

位移x₁＝a₁t＝4 m

2 s末小物塊的速度為v₂＝a₁t₁＝4 m/s

2～4 s內(nèi)小物塊的加速度

a₂＝＝－2 m/s²

位移x₂＝x₁＝4 m

4 s末的速度v₄＝0

因此小物塊做周期為4 s的變速運動，第22 s末的速度為v₂₂＝4 m/s

第23 s末的速度為v₂₃＝v₂₂＋a₂t＝2 m/s(t＝1 s)

所求位移為x＝x₁＋t＝47 m。

(2)23 s內(nèi)，設(shè)靜電力對小物塊所做的功為W，由動能定理有：W－μmgx＝mv

解得W＝9.8 J。

答案：(1)47 m'(2)9.8 J