Question

质量m=0.2Kg的小物体，带电荷量q=+0.1C，静止在摩擦系数μ=0.2的足够大水平绝缘桌面上的A点．当在O点左侧加上场强为E的匀强电场后，小物体在水平桌面上以加速度a=1m/s²做匀加速运动，5秒后到达O点．
试求：
（1）O所加电A点到O点的距离为多少？
（2）所加匀强电场的场强大小为多大？
（3）小物体在水平桌面上运动的时间．

Answer 1

【答案】分析：（1）物体在水平桌面上做匀加速直线运动，由时间和加速度，由运动学公式可求出A点到O点的距离．
（2）根据牛顿第二定律求解所加匀强电场的场强大小．
（3）物体到达O后在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，由速度公式求出物体滑行的时间，即可得到总时间．
解答：解：（1）物体在水平桌面上做匀加速直线运动，由x=得，x=m=12.5m
（2）根据牛顿第二定律得：qE-μmg=ma，得E=
代入解得  E=6N/C
（3）物体到达O时速度为v=at=5×1m/s=5m/s．到达O点后物体在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，加速度大小为a′==2m/s²
则物体滑行的时间为t′==s=2.5s，所以小物体在水平桌面上运动的时间为t总=t+t′=7.5s
答：
（1）O所加电A点到O点的距离为12.5m．
（2）所加匀强电场的场强大小为6 N/C．
（3）小物体在水平桌面上运动的时间为7.5s．
点评：本题是牛顿第二定律和运动学公式结合处理动力学问题，加速度是关键量，是联系力与运动的桥梁．