Question

【題目】如圖甲所示，電荷量為q=1×10-4C的帶正電的小物塊置于粗糙絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強度E的大小與時間的關系如圖乙所示，物塊運動速度與時間t的關系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2。

求：

（1）物塊所受的摩擦力大小和0~1秒內的加速度大小。

（2）物塊的質量。

（3）前2秒內電場力做的功。

Answer 1

【答案】(1)f=2N; (2) (3)7J

【解析】

由圖丙可知物體先做勻加速運動，然后做勻速運動，速度時間圖象的斜率表示加速度，根據圖象可知1-2s時間內電場力與摩擦力的關系，再對0-1s時間內由牛頓第二定律可得出物塊的質量；由位移公式得出前2秒內位移大小，由恒力功表達式即可求解電場力做的功。

解：（1）1-2s，物體做勻速直線運動，則有物塊所受的摩擦力大小=2N

0~1秒內的加速度大小

（2）0-1s時間內由牛頓第二定律可得

解得

（3）0~1秒內的位移

第1秒內電場力做的功=3J

第2秒內電場力做的功

前2秒內電場力做的功