题目内容
如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2kg,带电量为q=+2.0×10-6C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场,以下说法正确的是.(取水平向右为正方向,g取10m/s2.)( )
分析:小物块在水平地面上受电场力和摩擦力,根据物体的受力判断物体的运动,根据运动学公式求出物体的速度和位移.
解答:解:0~2s内,电场力F=qE=2.0×10-6×3×105=0.6N>μmg,物块做匀加速直线运动,加速度a=
=
m/s2=2m/s2,2s末的速度为v=at=4m/s.2~4内电场力反向,加速度a′=
=
m/s2=2m/s2,做匀减速直线运动,4s末速度为零,然后又重复以前的运动.15s末的速度与3s末的速度相等,大小v′=4-2m/s=2m/s,方向向右.
在0~2s内的位移x=
at2=
×2×4m=4m,所以14s内的位移为4×7m=28m,最后1s内的位移x′=vt′-
at′2=4-1m=3m,所以15秒内小物块的位移大小31m.故A、D正确,B、C错误.
故选AD.
F-f |
m |
0.6-0.2 |
0.2 |
F′+f |
m |
0.2+0.2 |
0.2 |
在0~2s内的位移x=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
故选AD.
点评:解决本题的关键能够正确地进行受力分析,通过物体的受力,判断物体的运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
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