Question

12．如圖1，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg，帶電量為q=+2.0×10^-6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．從t=0時(shí)刻開(kāi)始，空間加上一個(gè)如圖2所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)，（取水平向右的方向?yàn)檎�方向，g取10m/s²．）求：

（1）2秒末小物塊的速度大小；
（2）4秒內(nèi)小物塊的位移大小．

Answer 1

分析 （1）小物塊在水平地面上受電場(chǎng)力和摩擦力，由牛頓第二定律求出加速度，然后由速度公式求出速度；
（2）根據(jù)物體的受力判斷物體的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體位移．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得解：
0～2s內(nèi)物塊加速度：a₁=$\frac{q{E}_{1}-μmg}{m}$=2m/s²，
2s末物塊的速度：v₁=a₁t₁=2×2=4m/s；
（2）2～4s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大�。篴₂=$\frac{q{E}_{2}+μmg}{m}$=2m/s²，
0～2s內(nèi)物塊的位移為：x₁=$\frac{1}{2}$a₁t₁²=4m，
2～4s內(nèi)的位移為：x₂=v₁t₂-$\frac{1}{2}$a₂t₂²=4m，
4秒內(nèi)小物塊的位移大小為：x=x₁+x₂=4+4m=8m；
答：（1）2秒末小物塊的速度大小為4m/s；
（2）4秒內(nèi)小物塊的位移大小為8m．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地進(jìn)行受力分析，通過(guò)物體的受力，判斷物體的運(yùn)動(dòng)，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理進(jìn)行求解．