Question

如左图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0．2kg，带电量为的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右为正方向，取10m/s²。）
求：（1）15秒末小物块的速度大小（2）15秒内小物块的位移大小

Answer 1

（1） 2m/s方向向右；（2）31m

0～2s内，电场力F=qE=2.0×10^-6×3×10⁵=0.6N＞μmg，物块做匀加速直线运动，加速度a==2m/s²，2s末的速度为v=at=4m/s．2～4内电场力反向，加速度a′==2m/s²，做匀减速直线运动，4s末速度为零，然后又重复以前的运动．15s末的速度与3s末的速度相等，大小v′=4-2m/s=2m/s，方向向右．在0～2s内的位移x=at²=×2×4m=4m，所以14s内的位移为4×7m=28m，最后1s内的位移x′=vt′-at′²=4-1m=3m，所以15秒内小物块的位移大小31m．