Question

【題目】如圖所示，絕緣水平面上有相距為L=15m的A、B兩點(diǎn)，質(zhì)量為m=2.2kg、帶電量為q=+3×10－4C的物體靜止放在水平面上的A點(diǎn)，其與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5。某時(shí)刻，空間加上與水平方向成θ=37°角斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使物體從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)突然消失，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B位置停下。已知物體減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的2倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；

(2)電場(chǎng)中A、C兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）物體先加速后減速，根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式求解加速階段的加速度，結(jié)合牛頓第二定律求解場(chǎng)強(qiáng)的大小；（2）求解加速階段的距離，根據(jù)U=Ed求解電勢(shì)差.

（1）設(shè)電場(chǎng)力為F，AC、BC間加速度、時(shí)間分別為a、a′和t、t′，由題意可知，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為

由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此at=a′t′

又t′=2t

解得a=2a′=10m/s2，

物體在電場(chǎng)力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律： 解得F=30N，

則電場(chǎng)強(qiáng)度

（2）物體從A運(yùn)動(dòng)到B,有： 又t′=2t，

則加速階段的位移：

AC兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差