题目内容

(2013?漳州模拟)如图甲所示,电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)前两秒电场力做功多少?
(2)物块的质量多少?
(3)物块与水平面间的动摩擦因数.
分析:(1)速度时间图象的斜率表示加速度,再由位移公式得出位移大小,最后由恒力功表达式即可求解;
(2)由图丙可知物体先做匀加速运动,然后做匀速运动,根据图象可知电场力与摩擦力的关系,再由牛顿第二定律可得出物块的质量;
(3)根据2秒到4秒内图象与已知的质量,即可求解.
解答:解:(1)由题意可得,在匀强电场中电场力F为:F=qE,
由图象得前2秒内的位移S为:S=
1
2
at2

则电场力做的功为:W=FS,
代入数据解得:W=6J
(2)在2秒到4秒内图象可得,qE2=μmg
在前2秒物块的加速度为:a=1m/s2
由牛顿第二定律得:qE2-qE1=ma 
代入数据解得:m=1kg
(3)在2秒到4秒内由图象可得,qE2=μmg  
又m=1kg,
则有μ=0.2
答:(1)前两秒电场力做功为6J; 
(2)物块的质量1kg;
(3)物块与水平面间的动摩擦因数0.2.
点评:对物体搞好受力分析,准确提取图象信息,利用速度图象的特点解题,难度适中.
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