Question

【题目】如图所示，一质量为lkg、带电荷量为1.0×10-6C的物块静止于粗糙程度相同的绝缘水平面上。t=0时刻，加一斜向上、与水平方向成θ=37°角的无边界匀强电场，物体开始沿水平面向右运动，一段时间后冲上一倾角也为θ的足够长光滑绝缘斜面，不考虑物块由水平面到斜面的能量损失。从t=0时刻开始，每隔0.1s通过速度传感器测得物体的瞬时速度，部分测量数据如下表所示。已知sin37°=06，g=10m/s2．求：

t/s	…	3.0	…	4.2	4.3	4.4	…
v/（m/s-1）	…	3.9	…	4.8	4.6	4.4	…

(1)电场强度的大小；

(2)物块与水平面间的动摩擦因数；

(3)物块上升的最大高度（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25；(3)4.1m

【解析】

冲上斜面做匀减速直线运动。设匀加速和匀减速运动的加速度分别为a1、a2；

由表中数据可知： ①

②

物块沿斜面向上运动的过程中，由牛顿第二定律得：

mgsinθ-qE=ma2 ③

代入数据解得：E=4×106V/m ④

（2）物块沿水平面运动过程中有牛顿第二定律得：

qEcosθ-μFN=ma1 ⑤

竖直方向受力平衡得：

FN+qEsinθ=mg ⑥

①④⑤⑥联立解得：μ=0.25

（3）设物块做匀加速运动时间为t，最大速度为v，由题意可知

v=a1t ⑦

4.8=v-a2（4.2-t）⑧

⑦⑧联立解得：t=4.0s

设物块沿斜面上滑的最大高度为h，由动能定理得：

⑨

代入数据解得：h=4.056m≈4.1m