Question

如图所示，离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于场强按E=E₀—kt（E₀、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ，已知μqE₀＞mg。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当物体下滑后脱离墙面，此时速度大小为，最终落在地面。

（1）在下图中画出反映摩擦力f随时间t变化的图线，并计算物体克服摩擦力所做的功。
（2）试分析物体从t=0开始的运动情况，并计算物体从t=0开始至落地的总时间。

Answer 1

（1）
；；
（2）+

解析试题分析：（1）物体开始运动时有：
则有：         （2分）
离开墙壁时，即：，解得 （2分）
摩擦力随时间的变化如图所示：

根据动能定理得：   （2分）
解得： （1分）
（2）从至时间内物体处于静止状态 （1分）
从至时间内物体处于变加速直线运动   （1分）
从至落地物体处于变加速曲线运动（或竖直方向匀加速直线运动，水平方向变加速直线运动）（2分）
离开墙壁过程在竖直方向 （2分）
解得=  （2分）
∴t_总=t₂+t₃=+
考点：动能定理、摩擦力、运动的合成分解