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=0.2kg，带电量为q=+2.0×10^-6C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，以下说法正确的是．（取水平向右为正方向，g取10m/s²．）（　　）

A．15秒末小物块的速度大小为2m/s，方向向右

B．15秒内小物块的位移大小30m

C．15秒末小物块的速度大小为2m/s，方向向左

D．15秒内小物块的位移大小31m

Answer 1

分析：小物块在水平地面上受电场力和摩擦力，根据物体的受力判断物体的运动，根据运动学公式求出物体的速度和位移．

解答：解：0～2s内，电场力F=qE=2.0×10^-6×3×10⁵=0.6N＞μmg，物块做匀加速直线运动，加速度a=

F-f

m

=

0.6-0.2

0.2

m/s2=2m/s2，2s末的速度为v=at=4m/s．2～4内电场力反向，加速度a′=

F′+f

m

=

0.2+0.2

0.2

m/s2=2m/s2，做匀减速直线运动，4s末速度为零，然后又重复以前的运动．15s末的速度与3s末的速度相等，大小v′=4-2m/s=2m/s，方向向右．
在0～2s内的位移x=

1

2

at2=

1

2

×2×4m=4m，所以14s内的位移为4×7m=28m，最后1s内的位移x′=vt′-

1

2

at′2=4-1m=3m，所以15秒内小物块的位移大小31m．故A、D正确，B、C错误．
故选AD．

点评：解决本题的关键能够正确地进行受力分析，通过物体的受力，判断物体的运动，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．