Question

【題目】如左圖所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質量為m=0.2kg，帶電量為的帶正電的小物塊處于靜止狀態，小物塊與地面間的動摩擦因數。從t=0時刻開始，空間加上一個如右圖所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場，（取水平向右的方向為正方向，取10m/s2。）求：

（1）23秒內小物塊的位移大小；

（2）23秒內電場力對小物塊所做的功

Answer 1

【答案】（1） 2m/s方向向右；（2）31m

【解析】

(1)0～2 s內小物塊的加速度

a1＝＝2 m/s2

位移s1＝a1t＝4 m

2 s末小物塊的速度為v2＝a1t1＝4 m/s

2 s～4 s內小物塊的加速度a2＝＝－2 m/s2

位移s2＝s1＝4 m

4 s末的速度為v4＝0

因此小物塊做周期為4 s的變速運動，第22 s末的速度為v22＝4 m/s，第23 s末的速度為v23＝v22＋a2t＝2 m/s(t＝1 s)

所求位移為s＝s1＋t＝47 m.

(2)23秒內，設電場力對小物塊所做的功為W，由動能定理有：

W－μmgs＝mv