题目内容
电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．若重力加速度g取10m/s2求：（1）物块的质量m
（2）物块与水平面之间的动摩擦因数μ
（3）在4s内电场力所做的功．
分析：根据图（2）可知，物体开始做匀加速直线运动，后来做匀速运动，对物体正确受力分析，根据运动状态列方程，可知正确求解，在求电场力做功时可以根据动能定理求解．
解答：解：（1）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 ①
2s后物块做匀速运动，由力的平衡条件有：qE2=μmg ②
由①②有：qE1-qE2=ma ③
由图可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N∥C a=
=1m/s2
将数所代入③式解得：m=1kg．
故物块的质量为：m=1kg．
（2）由②式解得：μ=
=0.2
故物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2．
（3）前4S内电场力做功为W，由动能定理得：W-μmgs=
mv2
前4S内位移数值上等于v-t图象围成的面积：S=6m
由此得：W=12 J
故在4s内电场力所做的功为：W=12 J．
2s后物块做匀速运动，由力的平衡条件有：qE2=μmg ②
由①②有：qE1-qE2=ma ③
由图可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N∥C a=
| △v |
| △t |
将数所代入③式解得：m=1kg．
故物块的质量为：m=1kg．
（2）由②式解得：μ=
| qE2 |
| mg |
故物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2．
（3）前4S内电场力做功为W，由动能定理得：W-μmgs=
| 1 |
| 2 |
前4S内位移数值上等于v-t图象围成的面积：S=6m
由此得：W=12 J
故在4s内电场力所做的功为：W=12 J．
点评：正确对物体进行受力分析，根据状态利用牛顿运动定律或者功能关系列方程求解是解决动力学问题的关键．
练习册系列答案
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