Question

如圖所示，離地H高處有一個質量為m、帶電量為+q的物體處于場強按E=E₀—kt（E₀、k均為大于零的常數，取水平向左為正方向）變化的電場中，物體與豎直絕緣墻壁間的動摩擦因數為μ，已知μqE₀＞mg。若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當物體下滑后脫離墻面，此時速度大小為，最終落在地面。

（1）在下圖中畫出反映摩擦力f隨時間t變化的圖線，并計算物體克服摩擦力所做的功。
（2）試分析物體從t=0開始的運動情況，并計算物體從t=0開始至落地的總時間。

Answer 1

（1）
；；
（2）+

解析試題分析：（1）物體開始運動時有：
則有：         （2分）
離開墻壁時，即：，解得 （2分）
摩擦力隨時間的變化如圖所示：

根據動能定理得：   （2分）
解得： （1分）
（2）從至時間內物體處于靜止狀態 （1分）
從至時間內物體處于變加速直線運動   （1分）
從至落地物體處于變加速曲線運動（或豎直方向勻加速直線運動，水平方向變加速直線運動）（2分）
離開墻壁過程在豎直方向 （2分）
解得=  （2分）
∴t_總=t₂+t₃=+
考點：動能定理、摩擦力、運動的合成分解