Question

如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質量為m=0.2kg，帶電量為q=+2.0×10^-6C的小物塊處于靜止狀態，小物塊與地面間的動摩擦因數μ=0.1．從t=0時刻開始，空間加上一個如圖乙所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場，以下說法正確的是．（取水平向右為正方向，g取10m/s²．）（　　）

A．15秒末小物塊的速度大小為2m/s，方向向右

B．15秒內小物塊的位移大小30m

C．15秒末小物塊的速度大小為2m/s，方向向左

D．15秒內小物塊的位移大小31m

Answer 1

分析：小物塊在水平地面上受電場力和摩擦力，根據物體的受力判斷物體的運動，根據運動學公式求出物體的速度和位移．

解答：解：0～2s內，電場力F=qE=2.0×10^-6×3×10⁵=0.6N＞μmg，物塊做勻加速直線運動，加速度a=

F-f

m

=

0.6-0.2

0.2

m/s2=2m/s2，2s末的速度為v=at=4m/s．2～4內電場力反向，加速度a′=

F′+f

m

=

0.2+0.2

0.2

m/s2=2m/s2，做勻減速直線運動，4s末速度為零，然后又重復以前的運動．15s末的速度與3s末的速度相等，大小v′=4-2m/s=2m/s，方向向右．
在0～2s內的位移x=

1

2

at2=

1

2

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

1

2

at′2=4-1m=3m，所以15秒內小物塊的位移大小31m．故A、D正確，B、C錯誤．
故選AD．

點評：解決本題的關鍵能夠正確地進行受力分析，通過物體的受力，判斷物體的運動，結合牛頓第二定律和運動學公式進行求解．