Question

如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2 kg,带电荷量为q=+2.0×10^-6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向，g取

10 m/s²)。求：

(1)23 s内小物块的位移大小；

(2)23 s内静电力对小物块所做的功。

Answer 1

【解析】(1)0～2 s内小物块的加速度

                                                    (1分)

位移                                                       (1分)

2 s末小物块的速度为v₂=a₁t₁＝4 m/s                                   (1分)

2～4 s内小物块的加速度                    (1分)

位移x₂=x₁=4 m                                                           (1分)

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

因此小物块做周期为4 s的变速运动，第22 s末的速度为v₂₂=4 m/s

(1分)

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

所求位移为                                  (2分)

(2)23 s内，设静电力对小物块所做的功为W，由动能定理有:W-μmgx=

(3分)

解得W=9.8 J。                                                           (2分)

答案:(1)47 m   (2)9.8 J