Question

如图甲所示,将一个质量为m=4.3kg、带电荷量为q=+5.0×10^-5C的小滑块静止放在无限大的绝缘水平桌面上，小滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。0~4s过程中在空间加上电场，电场强度大小如图乙所示，场强的正方向为斜向上、与水平桌面的夹角为37°.（g取10m/s²）求：

(1)4s内小滑块的位移大小；

(2)4s内电场力对小滑块所做的功。

Answer

(1)12m；(2)48J

【解析】

试题分析: (1)0～2s内，滑块做初速度为0的匀加速直线运动

qE1cos 37°－μ(mg－qE1sin 37°)＝ma1 (2分)

求得加速度大小a1＝3 m/s2 (1分)

位移 (1分)

2 s末速度v＝a1t1＝6m/s

2～4s内，滑块做匀减速直线运动

qE2cos 37°＋μ(mg＋qE2sin 37°)＝ma2 (1分)

求得加速度大小a2＝3m/s2

位移 (1分)

4 s内的位移x＝x1＋x2＝12m (1分)

(2)0～2s内，电场力做的功W1＝qE1x1cos 37°＝96 J (2分)

2～4s内，电场力做的功W2＝－qE2x2cos 37°＝－48 J (2分)

4s内电场力对小滑块所做的功为W＝W1＋W2＝48 J (1分)

考点：考查匀变速直线运动、牛顿第二定律、电场力、动能定理。

【名师点睛】对小物体进行正确的受力分析后，判断其运动过程，先匀加速直线运动，后匀减速直线运动，前一过程的末速度是后一过程的初速度.