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?fàn)顟B(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)小物塊的位移大小；

(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

                                                    (1分)

位移                                                       (1分)

2 s末小物塊的速度為v₂=a₁t₁＝4 m/s                                   (1分)

2～4 s內(nèi)小物塊的加速度                    (1分)

位移x₂=x₁=4 m                                                           (1分)

4 s末的速度v₄=0                                                     (1分)

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

(1分)

第23 s末的速度為v₂₃=v₂₂+a₂t=2 m/s(t=1 s)                     (2分)

所求位移為                                  (2分)

(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=

(3分)

解得W=9.8 J。                                                           (2分)

答案:(1)47 m   (2)9.8 J