Question

（2013?漳州模擬）如圖甲所示，電荷量為q=1×10^-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強(qiáng)度E的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，物塊運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）前兩秒電場力做功多少？
（2）物塊的質(zhì)量多少？
（3）物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

Answer 1

分析：（1）速度時(shí)間圖象的斜率表示加速度，再由位移公式得出位移大小，最后由恒力功表達(dá)式即可求解；
（2）由圖丙可知物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圖象可知電場力與摩擦力的關(guān)系，再由牛頓第二定律可得出物塊的質(zhì)量；
（3）根據(jù)2秒到4秒內(nèi)圖象與已知的質(zhì)量，即可求解．

解答：解：（1）由題意可得，在勻強(qiáng)電場中電場力F為：F=qE，
由圖象得前2秒內(nèi)的位移S為：S=

1

2

at2，
則電場力做的功為：W=FS，
代入數(shù)據(jù)解得：W=6J
（2）在2秒到4秒內(nèi)圖象可得，qE₂=μmg
在前2秒物塊的加速度為：a=1m/s²
由牛頓第二定律得：qE₂-qE₁=ma 
代入數(shù)據(jù)解得：m=1kg
（3）在2秒到4秒內(nèi)由圖象可得，qE₂=μmg  
又m=1kg，
則有μ=0.2
答：（1）前兩秒電場力做功為6J； 
（2）物塊的質(zhì)量1kg；
（3）物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2．

點(diǎn)評：對物體搞好受力分析，準(zhǔn)確提取圖象信息，利用速度圖象的特點(diǎn)解題，難度適中．