Question

如圖所示，在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強電場區(qū)，水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔，每一電場區(qū)域場強的大小均為E，且 E=，電場寬度均為d，水平面粗糙摩擦系數(shù)為μ，一個質(zhì)量為m，帶正電的、電荷量為q的物體（看作質(zhì)點），從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進入電場，則物體從開始運動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中，求：

（1）電場力對物體所做的總功? 摩擦力對物體所做的總功？

（2）物體在第2n個電場(豎直向上的)區(qū)域中所經(jīng)歷的時間？

（3）物體在所有水平向右的電場區(qū)域中所經(jīng)歷的總時間？

 

Answer 1

（1）nmgd ；-nμmgd（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）電場力對物體所做的總功 W電=nEqd=nmgd．

摩擦力對物體所做的總功Wf=-nμmgd．

（2）根據(jù)動能定理得，W電?Wf＝mv2， 即 nmgd-nμmgd＝mv2

解得．

物體在第2n個電場中，電場力豎直向上等于豎直向下的重力，所以物體勻速運動 

．

（3）若將物體在水平向右的加速電場中的運動連起來，物體的運動可以看作初速為0的勻加速直線運動，．

 

解得．

考點：牛頓定律及動能定理。