题目内容
电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的匀强电场,场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块的质量m。
(2)物块运动2s过程中,其电势能的改变量。
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解:由图可知,第1s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
qE1-μmg=ma,(1分)
由图线知a=2m/s2 (1分)
1s后物块做匀速运动,由平衡条件有 qE2=μmg (1分)
联立解得q(E1-E2)=ma (1分)
由图可得E1=3×104N/C,E2=2×104N/C,
代入数据解得:m=0.5kg (1分)
(2)物块在第1s的位移为
m(1分)
物块在第2s的位移为
m(1分)
电场力做正功
=7J(2分)
所以,物块的电势能减少7J。 (1分)
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