题目内容

【题目】如图甲所示,电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于粗糙绝缘水平面上,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)物块所受的摩擦力大小和0~1秒内的加速度大小。

(2)物块的质量。

(3)前2秒内电场力做的功。

【答案】(1)f=2N; (2) (3)7J

【解析】

由图丙可知物体先做匀加速运动,然后做匀速运动,速度时间图象的斜率表示加速度,根据图象可知1-2s时间内电场力与摩擦力的关系,再对0-1s时间内由牛顿第二定律可得出物块的质量由位移公式得出前2秒内位移大小,由恒力功表达式即可求解电场力做的功

解:(1)1-2s,物体做匀速直线运动,则有物块所受的摩擦力大小=2N

0~1秒内的加速度大小

(2)0-1s时间内由牛顿第二定律可得

解得

(3)0~1秒内的位移

1秒内电场力做的功=3J

2秒内电场力做的功

2秒内电场力做的功

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