Question

（16分）.把一张足够长的水平绝缘桌面放入空间存在一有边界的电场中，电势φ随距离的变化如图（甲）所示。在绝缘水平桌面上的电场左边界O点放一质量为m=1kg的小物块，如图（乙）所示，物块与地面的摩擦因数为μ=0.2，物块带电量为q₁=+0.5C。现对物块施加一水平拉力F=4N使其沿桌面运动，4s末用某种方法使物块不带电（不影响物块运动的速度），6s末撤去外力的同时，使物体恢复带电且电量为q₂=-1C,g取10m/s²。求：

（1）9s末物体的速度和该时刻的位置坐标
（2）9s内物块的电势能的变化量。

Answer 1

（1）9秒末物体的速度为0（2）电势能增加24J

解:此物块的运动分为三个阶段：
A.0-4s




B.4-6s




C.6-9s


∴8秒时物体运动速度减为0。故9秒末物体的速度为0.


∴9秒内物体的电势能增加24J
本题考查的是牛顿第二定律和静电场相结合的应用问题，根据受力分析，利用牛顿第二定律和匀变速运动的规律既可计算出速度和坐标；再利用电场力做功可求出电势能的变化；