题目内容
在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为1.0×10-4C,质量为2.5×10-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴方向做直线运动,其位移与时间的关系是x=0.16t-0.02t2,式中x以米为单位,t以秒为单位.从开始运动到5s末物体所经过的路程为多少?克服电场力做的功是多少?
解:据题,位移与时间的关系式是:x=0.16t-0.02t2,
当t=4s时,x正向最大为:xm=0.32m
当t=5s时,x=0.3m
所以路程为:s=0.32+(0.32-0.3)=0.34m
由位移与时间的关系式,对照位移公式:x=v0t+
可得:v0=0.16m/s,a=-0.04m/s2,
所以t=5s时,vt=v0+at=-0.04m/s
由动能定理得,W电=△Ek=m(vt2-v02)=-3×10-5J,故克服电场力做的功是3×10-5J.
答:从开始运动到5s末物体所经过的路程为0.34m,克服电场力做的功是3×10-5J.
分析:根据位移与时间的关系式x=0.16t-0.02t2,由数学知识求出x正向最大时所需时间,再求解5s末的位移,求解所通过的路程.对照位移公式,求出初速度和加速度,再由速度公式求出末速度,由动能定理求解克服电场力做的功.
点评:对于路程,要分析物体运动过程的细节,找出与位移的关系.动能定理是求功常用的方法.
当t=4s时,x正向最大为:xm=0.32m
当t=5s时,x=0.3m
所以路程为:s=0.32+(0.32-0.3)=0.34m
由位移与时间的关系式,对照位移公式:x=v0t+
可得:v0=0.16m/s,a=-0.04m/s2,
所以t=5s时,vt=v0+at=-0.04m/s
由动能定理得,W电=△Ek=m(vt2-v02)=-3×10-5J,故克服电场力做的功是3×10-5J.
答:从开始运动到5s末物体所经过的路程为0.34m,克服电场力做的功是3×10-5J.
分析:根据位移与时间的关系式x=0.16t-0.02t2,由数学知识求出x正向最大时所需时间,再求解5s末的位移,求解所通过的路程.对照位移公式,求出初速度和加速度,再由速度公式求出末速度,由动能定理求解克服电场力做的功.
点评:对于路程,要分析物体运动过程的细节,找出与位移的关系.动能定理是求功常用的方法.
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