Question

水平地面上方有一水平向右的勻強電場，場強大小 E=5×10⁵N/C，一個帶電量 q=-2×10^-8C，質量 m=10g的絕緣物塊以2m/s的初速度向右運動，物塊與水平面間的動摩擦因數?=0.1，如圖，（ g取10m/s²）求：
（1）畫出向右運動時物塊受到的力
（2）該物體的加速度大小；
（3）從開始到最右端，電場力做的功．

Answer 1

分析：依次對物體進行受力分析即可；物體受到的電場力與摩擦力的合力提供加速度；根據功的計算公式計算即可；

解答：解：（1）依次對物體進行受力分析，受力如圖所示；
（2）物體受到的電場力與摩擦力的合力提供加速度；ma=-qE-μmg；
所以：a=

-2×10-8×5×105

0.01

-0.1×10(m/s2)=-2m/s2負號表示加速度的方向與初速度的方向相反．
（3）物體的位移：x=

0- v 2 0

2a

=

0-4

-2×2

m=1m
根據功的計算公式：W=qEx=-2×10^-8×5×10⁵×1J=0.01J
答：（1）畫出向右運動時物塊受到的力如圖；
（2）該物體的加速度大小為2m/s²；
（3）從開始到最右端，電場力做的功為0.01J．

點評：該題屬于難度運動定律的綜合應用，即可以使用W=Fx求電場力的功，也可以使用動能定律求電場力的功．屬于中檔題目．