Question

14．某带电物体质量为m=2kg，电量为q=6×10^-3C，其与绝缘斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，空间存在与斜面平行的匀强电场，如图所示，开始时物体置于斜面底端，释放后物体从静止开始沿斜面向上做加速运动，经过t₁=0.2s后撤去电场，物体继续向上运动t₂=0.4s到达运动的最高点．已知斜面倾角θ=37°．求：
（1）电场强度的大小？
（2）在0.6s内的总位移？

Answer 1

分析 小球向上加速时，受到重力、电场力、支持力和摩擦力的作用，合力提供加速度，根据牛顿第二定律求出加速度；撤去电场后，另外三个力的合力提供加速度．再结合运动学的知识即可解答．

解答 解：对粒子在撤去电场前受力
可知：qE-mgsinθ-μmgcosθ=ma₁           
在撤去电场后受力可知：mgsinθ+μmgcosθ=ma₂      
且a₁t₁=a₂t₂                                   
联立可得：a₁=20m/s²，a₂=10m/s²，qE=3m（gsinθ+μgcosθ）=60N           
解得E=$\frac{60}{6×1{0}^{-3}}$=1×10⁴N/C
又知：x=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×20×0．{2}^{2}$=0.4m
答：（1）电场强度的大小为1×10⁴N/C；
（2）在0.6s内的总位移为0.4m．

点评 该题把电场力作为普通的力来分析，可以发现该题属于已知物体的受力求物体的运动的题目．属于基本题型，中档题目．