Question

如左图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为的带正电的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右的方向为正方向，取10m/s²。）求：

（1）23秒内小物块的位移大小；

（2）23秒内电场力对小物块所做的功

Answer

（1） 2m/s方向向右；（2）31m

【解析】

(1)0～2 s内小物块的加速度

a1＝＝2 m/s2

位移s1＝a1t＝4 m

2 s末小物块的速度为v2＝a1t1＝4 m/s

2 s～4 s内小物块的加速度a2＝＝－2 m/s2

位移s2＝s1＝4 m

4 s末的速度为v4＝0

因此小物块做周期为4 s的变速运动，第22 s末的速度为v22＝4 m/s，第23 s末的速度为v23＝v22＋a2t＝2 m/s(t＝1 s)

所求位移为s＝s1＋t＝47 m.

(2)23秒内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有：

W－μmgs＝mv