Question

如圖甲所示，電荷量為q =1×10^-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，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）前2秒內電場力做的功。

（2）物塊的質量.

（3）物塊與水平面間的動摩擦因數。

 

Answer 1

【答案】

答案：

（1）F=Eq       S=at²/2        W =FS          W = 6（J） 

（2）a=1m/s²     E₂q = umg      E₂q － E₁q=ma       m =1Kg

（3）u = 0.2 

【解析】

試題分析：由于是分段的勻強電場，因此帶電體的問題可以分時間段處理為勻變速直線運動。利用勻變速直線運動的公式即可解決問題。

1、在前兩秒，電場強度恒定，所受電場力F=Eq，在電場力作用下勻加速直線運動，所以（可以看圖像所謂的面積），根據W=FS即可得出做功大小為6J。

2、在后2秒鐘，根據v-t圖像，物體做勻速直線運動，因此受力平衡。物體的電場力與摩擦力平衡，即E₂q = umg。在前2秒鐘，根據v-t圖像可以得到加速度，利用牛頓第二定律，即可E₂q － E₁q=ma，聯系上述二式，質量m=1Kg。u = 0.2 。

 

考點分析：勻強電場 勻變速直線運動 恒力做功公式

總結評價：本題適合基礎一般的同學，對于其中的物理過程要有較清晰的把握，分階段分步求解。