Question

【題目】如圖所示，一質量為lkg、帶電荷量為1.0×10-6C的物塊靜止于粗糙程度相同的絕緣水平面上。t=0時刻，加一斜向上、與水平方向成θ=37°角的無邊界勻強電場，物體開始沿水平面向右運動，一段時間后沖上一傾角也為θ的足夠長光滑絕緣斜面，不考慮物塊由水平面到斜面的能量損失。從t=0時刻開始，每隔0.1s通過速度傳感器測得物體的瞬時速度，部分測量數(shù)據如下表所示。已知sin37°=06，g=10m/s2．求：

t/s	…	3.0	…	4.2	4.3	4.4	…
v/（m/s-1）	…	3.9	…	4.8	4.6	4.4	…

(1)電場強度的大��；

(2)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；

(3)物塊上升的最大高度（結果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25；(3)4.1m

【解析】

沖上斜面做勻減速直線運動。設勻加速和勻減速運動的加速度分別為a1、a2；

由表中數(shù)據可知： ①

②

物塊沿斜面向上運動的過程中，由牛頓第二定律得：

mgsinθ-qE=ma2 ③

代入數(shù)據解得：E=4×106V/m ④

（2）物塊沿水平面運動過程中有牛頓第二定律得：

qEcosθ-μFN=ma1 ⑤

豎直方向受力平衡得：

FN+qEsinθ=mg ⑥

①④⑤⑥聯(lián)立解得：μ=0.25

（3）設物塊做勻加速運動時間為t，最大速度為v，由題意可知

v=a1t ⑦

4.8=v-a2（4.2-t）⑧

⑦⑧聯(lián)立解得：t=4.0s

設物塊沿斜面上滑的最大高度為h，由動能定理得：

⑨

代入數(shù)據解得：h=4.056m≈4.1m