Question

在绝缘的水平桌面上方存在场强为E的匀强电场，方向水平向右．在桌面上放一质量为m、带电量为+q的小物块，小物块在电场力的作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，已知小物块与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．求：
（1）小物块在电场中受到的电场力的大小和方向；
（2）小物块的加速度大小；
（3）从静止开始经过时间t电场力对小物块所做的功．

Answer 1

分析：（1）根据F=Eq求出电场力的大小，根据小物块的加速度方向，可以求出电场力的方向；
（2）正确进行受力分析，根据牛顿第二定律可以求出加速度的大小；
（3）根据运动学公式s=

1

2

at2求出物体位移，根据功的定义W=Fs即可求出电场力对小物块所做的功．

解答：解：（1）根据E=

F

q

，可知F=Eq，由于物体向右加速运动，因此所受电场力方向向右．
（2）小物块受力分析如图所示：

根据牛顿运动定律有：
水平方向：Eq-F_f=ma
竖直方向：mg-F_N=0
F_f=μF_N
联立解得：a=

Eq-μmg

m

．
（3）设从静止开始经过时间t小物块的位移为s，根据运动学公式：
s=

1

2

at2
电场力对小物块所做的功：W=Eqs
解得：W=

(Eq-μmg)EqTt2

2m

．
答：小物块在电场中受到的电场力的大小为：F=Eq，电场力方向向右；小物块的加速度大小：a=

Eq-μmg

m

；
从静止开始经过时间t电场力对小物块所做的功：W=

(Eq-μmg)EqTt2

2m

．

点评：本题主要考查了匀变速直线运动基本公式的直接应用，要求同学们能正确分析各过程的受力情况，根据牛顿第二定律求出加速度，即可正确解答，是考查学生综合能力的好题．