Question

8．如圖所示，在真空中足夠大的絕緣水平面上，有一個(gè)質(zhì)量m=0.20kg，帶電荷量q=2.0×10^-6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．從t=0時(shí)刻開(kāi)始，在水平面上方空間加一個(gè)范圍足夠大、水平向右E=3.0×10⁵N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)1.0s時(shí)撤去該電場(chǎng)．已知小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）小物塊運(yùn)動(dòng)1.0s時(shí)速度v的大小；
（2）小物塊運(yùn)動(dòng)2.0s過(guò)程中位移x的大��；
（3）小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功W．

Answer 1

分析 （1）有牛頓第二定律求的加速度，有速度時(shí)間公式求的速度；
（2）在電場(chǎng)力作用下有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的位移，當(dāng)撤去電場(chǎng)力后有牛頓第二定律求的加速度，在有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的位移即可
（3）根據(jù)W=qEx即可求的電場(chǎng)力做功；

解答 解：（1）小物塊受電場(chǎng)力和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律有qE-μmg=ma₁
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式t₁=1.0s時(shí)小物塊的速度大小有v₁=a₁t₁  
解得：v₁=2.0m/s
（2）小物塊t₁=1.0s內(nèi)位移的大小${x_1}=\frac{1}{2}{a_1}{t_1}^2=1.0$m  
撤去電場(chǎng)后小物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma₂
小物塊t₂=1.0s內(nèi)的位移${x_2}={v_1}{t_2}-\frac{1}{2}{a_2}{t_2}^2=1.5m$
小物塊運(yùn)動(dòng)2.0s位移大小x=x₁+x₂=2.5m
（3）小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功W=qEx₁=0.60J
答：（1）小物塊運(yùn)動(dòng)1.0s時(shí)速度v的大小為2m/s；
（2）小物塊運(yùn)動(dòng)2.0s過(guò)程中位移x的大小為2.5m；
（3）小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功W為0.60J

點(diǎn)評(píng) 該題解答的關(guān)鍵是對(duì)小物體進(jìn)行正確的受力分析，了解小物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，利用好牛頓第二定律求加速是解題的關(guān)鍵