题目内容
如图，质量m=2kg、电量q=+1×10-3C的物体静止在绝缘水平地面的A处，A、B间距L=20m．现加水平向右的电场强度E=3×104V/m的匀强电场，物体由静止开始运动，经t0=2s运动到B处．（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若所加电场场强大小仍为E=3×104V/m，方向与水平方向成37°斜向上，经过一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求电场存在的最短时间t．（已知cos37°=0.8，sim=037°=0.6．取g=10m/s2）
分析：（1）根据匀变速直线运动的位移公式可以求得物体的加速度的大小，在根据牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小，进而可以求得摩擦因数的大小；
（2）当力作用的时间最短时，物体应该是先加速运动，运动一段时间之后撤去拉力F在做减速运动，由运动的规律可以求得时间的大小．
（2）当力作用的时间最短时，物体应该是先加速运动，运动一段时间之后撤去拉力F在做减速运动，由运动的规律可以求得时间的大小．
解答：解：（1）物体做匀加速直线运动，则有：L=
at02
所以：a=
=
m/s2=10m/s2，
电场力为：F=qE=1×10-3×3×104N=30N
由牛顿第二定律得：F-f=ma，
又：f=μmg，
解得：μ=
=
=0.5
（2）力F作用时，加速时间为t1，减速时间为t2，a1=a，撤去力之后a2=μg．
a1t12+
μgt22=L
t2=
=2t1
联立以上各式，解得：5t12+
(2t1)2=20
解得：t1=
s
答：（1）物体与地面间的动摩擦因数为0.5；
（2）该力作用的最短时间
s．
| 1 |
| 2 |
所以：a=
| 2L |
| t02 |
| 2×20 |
| 4 |
电场力为：F=qE=1×10-3×3×104N=30N
由牛顿第二定律得：F-f=ma，
又：f=μmg，
解得：μ=
| F-ma |
| mg |
| 30-2×10 |
| 2×10 |
（2）力F作用时，加速时间为t1，减速时间为t2，a1=a，撤去力之后a2=μg．
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
t2=
| a1t1 |
| μg |
联立以上各式，解得：5t12+
| 5 |
| 2 |
解得：t1=
2
| ||
| 3 |
答：（1）物体与地面间的动摩擦因数为0.5；
（2）该力作用的最短时间
2
| ||
| 3 |
点评：分析清楚物体的运动的过程，分别对不同的运动的过程列示求解即可得出结论．
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