Question

(2011年溫州中學(xué)高三月考)如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg，帶電荷量為q＝＋2.0×10^{－6 C}的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)(取水平向右的方向?yàn)檎�方向，g取10 m/s²)，求：

(1)23秒內(nèi)小物塊的位移大��；
(2)23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

Answer 1

(1)47 m　(2)9.8 J

(1)0～2 s內(nèi)小物塊的加速度
a₁＝＝2 m/s²
位移s₁＝a₁t＝4 m
2 s末小物塊的速度為v₂＝a₁t₁＝4 m/s
2 s～4 s內(nèi)小物塊的加速度a₂＝＝－2 m/s²
位移s₂＝s₁＝4 m
4 s末的速度為v₄＝0
因此小物塊做周期為4 s的變速運(yùn)動(dòng)，第22 s末的速度為v₂₂＝4 m/s，第23 s末的速度為v₂₃＝v₂₂＋a₂t＝2 m/s(t＝1 s)
所求位移為s＝s₁＋t＝47 m.
(2)23秒內(nèi)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功為W，由動(dòng)能定理有：
W－μmgs＝mv
解得W＝9.8 J.