Question

【題目】一個(gè)帶電荷量的物體放在絕緣的水平地面上，如圖甲所示，空間若加上水平方向的變化電場(chǎng)，其加速度隨電場(chǎng)力變化的圖像如圖乙所示.現(xiàn)從靜止開始計(jì)時(shí)， 改用圖丙中周期性變化的水平電場(chǎng)作用.(g取10m/s2)

(1)求物體的質(zhì)量及物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(2)在如圖丙所示周期性變化的水平電場(chǎng)作用下，求物體在一個(gè)周期內(nèi)的位移大�。�

(3)在如圖丙所示周期性變化的水平電場(chǎng)作用下，求25s內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)物體所做的功.

Answer 1

【答案】(1) m=4kg， μ=0.1(2)8m(3)204J

【解析】

（1）由牛頓第二定律得

F-μmg=ma.

結(jié)合圖像

μg=1

得

m=4kg， μ=0.1

（2）0-2s內(nèi)，由牛頓第二定律得

F1-μmg=ma1

又

F1=E1q

則

a1=2 m/s2

前2s內(nèi)通過的位移為：

x1==4m

2-4s內(nèi)，由牛頓第二定律得：

F2-μmg=ma2

又

F2=E2q

則

a2=-2 m/s2

2—4s內(nèi)，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，t=4 s時(shí)速度恰好為0 ，故一個(gè)周期內(nèi)的位移為:

x=2x1=8m.

（3）25s內(nèi)物體在E1作用下的位移為6x1+1，在E2作用下的位移為6x1

W1=E1q×（6x1+1）=300J.

W2=-E2q×6x1=-96J.

即25s內(nèi)電場(chǎng)力做功為

W=W1+W2=204J