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、带电荷量为q=+2.0×10-6 C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

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、带电荷量为q=+2.0×10-6 C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(取水平向右的方向为正方向,g取10m/s2)求:

(1)23秒内小物块的位移大小;
(2)23秒内电场力对小物块所做的功.
物理人气:140 ℃时间:2020-03-22 22:03:43
优质解答
(1)0~2s内物块加速度a1=
qE1−μmg
m
=
2×10−6×3×105
0.2
-0.1×10=2(m/s2
                  位移S1=
1
2
a1
t21
=4m
                2s末的速度为v2=a1t1=4m/s
        2~4s内物块加速度a2=
qE2+μmg
m
=-2m/s2
                   位移S2=S1=4m,
        4s末的速度为v4=0
则小物块做周期为4s的匀加速和匀减速运动.
    第22s末小物块的速度为v=4m/s,前22s内位移为S22=
22
2
S1
=44m
    第23s内物块的位移为S23=vt+
1
2
a2t2
,t=1s,S23=3m
故23秒内小物块的位移大小为47m.
(2)由上,物块在第23s末的速度为v23=2m/s.根据动能定理得
    W-μmgS23=
1
2
m
v223

代入解得  W=9.8J.
答:(1)23秒内小物块的位移大小为47m;
    (2)23秒内电场力对小物块所做的功为9.8J.
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