题目内容
6.电荷量q=1×10-4C的带正电的小物块静止在绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的电场,其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示,物块速度v的大小与时间t的关系如图2所示.重力加速度g=10m/s2.则( )A. | 物块在4s内位移是8m | B. | 物块的质量是1kg | ||
C. | 物块与水平面间动摩擦因数是0.4 | D. | 物块在4s内电势能减少了14J |
分析 根据v-t图象的“面积”求位移.前2s内物块做匀加速直线运动,2s后物块做匀速运动,处于平衡状态,分别使用牛顿第二定律和物体的平衡条件即可解出质量;
匀速运动时电场力与滑动摩擦力平衡;物体电势能的该变量等于电场力做的功.
解答 解:A、物块在4s内位移为:x=$\frac{1}{2}$×2×(2+4)m=6m,故A错误.
BC、由图可知,前2s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有:
qE1-μmg=ma,
由图线知加速度为:a=1m/s2
1s后物块做匀速运动,由平衡条件有:qE2=μmg
联立解得:q(E1-E2)=ma
由图可得:E1=3×104N/C,E2=2×104N/C,
代入数据解得:m=1kg
由qE2=μmg可得:μ=0.2,故B正确,C错误.
D、物块在前2s的位移 S1=$\frac{1}{2}$×2×2m=2m
物块在第2s的位移为 S2=vt2=4m
电场力做正功 W=qE1S1+qE2S2=3×2+2×4=14J
则电势能减少了14J,故D正确.
故选:BD.
点评 能根据题目提供的E-t图和v-t图得到相关的信息是解题的关键.明确v-t图象的斜率等于加速度,“面积”大小等于位移.
练习册系列答案
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