Question

電荷量為q=1×10^-4C的帶正電小物塊置于粗糙的絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向的勻強電場，場強E與時間t的關系及物塊速度v與時間t的關系如圖所示．若重力加速度g取10m/s²，求：
（1）物塊的質量m．
（2）物塊運動2s過程中，其電勢能的改變量．

Answer 1

分析：（1）第1s物塊做勻加速直線運動，由圖象求得加速度數值，由牛頓第二定律求得電場力與摩擦力的關系，1s后物塊做勻速運動，由平衡條件有再次找到電場力與摩擦力的關系，進而求得物體的質量
（2）利用電場力做功與電勢能變化的關系求解

解答：解：（1）由圖可知，第1s物塊做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有
qE₁-μmg=ma
由圖線知a=2m/s² 
1s后物塊做勻速運動，由平衡條件有   
  qE₂=μmg   
聯立解得q（E₁-E₂）=ma   
由圖可得E₁=3×10⁴N/C，E₂=2×10⁴N/C，
代入數據解得：m=0.5kg 
（2）物塊在第1s的位移為  s1=

v

2

t1=1m 
物塊在第2s的位移為  s₂=vt₂=2m 
電場力做正功 W=qE₁s₁+qE₂s₂=7J 
所以，物塊的電勢能減少7J．  
答（1）物塊的質量0.5kg
（2）電勢能減少7J．

點評：對物體搞好受力分析，準確提取圖象信息，巧妙利用功能關系