Question

（12分）电荷量为q=1×10^－4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s²，求：

   （1）物块的质量m。

   （2）物块与水平面之间的动摩擦因数。

   （3）物块运动2s过程中，其电势能的改变量。

 

Answer 1

【答案】

m=0.5kg   μ=0.4  7J

【解析】解：由图可知，第1s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有

qE₁－μmg=ma，            （1分）

由图线知a=2m/s²           （1分）

1s后物块做匀速运动，由平衡条件有     qE₂=μmg             

联立解得q（E₁－E₂）=ma            （1分）

由图可得E₁=3×10⁴N/C，E₂=2×10⁴N/C，          （1分）

代入数据解得：m=0.5kg            （1分）

（2）由qE₂=μmg可得μ=qE₂/mg=0.4            （2分）

（3）物块在第1s的位移为  m           （1分）

物块在第2s的位移为  m           （1分）

电场力做正功 =7J            （1分）

所以，物块的电势能减少7J。       （1分）

思路分析：根据v-t图像得出物体运动类型,结合牛顿第二定律解题,

试题点评：本题是一道力电综合性题目