Question

在絕緣的水平桌面上方存在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右．在桌面上放一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小物塊，小物塊在電場(chǎng)力的作用下從靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知小物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．求：
（1）小物塊在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小和方向；
（2）小物塊的加速度大小；
（3）從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間t電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)F=Eq求出電場(chǎng)力的大小，根據(jù)小物塊的加速度方向，可以求出電場(chǎng)力的方向；
（2）正確進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可以求出加速度的大小；
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s=

1

2

at2求出物體位移，根據(jù)功的定義W=Fs即可求出電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

解答：解：（1）根據(jù)E=

F

q

，可知F=Eq，由于物體向右加速運(yùn)動(dòng)，因此所受電場(chǎng)力方向向右．
（2）小物塊受力分析如圖所示：

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：
水平方向：Eq-F_f=ma
豎直方向：mg-F_N=0
F_f=μF_N
聯(lián)立解得：a=

Eq-μmg

m

．
（3）設(shè)從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間t小物塊的位移為s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：
s=

1

2

at2
電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功：W=Eqs
解得：W=

(Eq-μmg)EqTt2

2m

．
答：小物塊在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小為：F=Eq，電場(chǎng)力方向向右；小物塊的加速度大小：a=

Eq-μmg

m

；
從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間t電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功：W=

(Eq-μmg)EqTt2

2m

．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析各過(guò)程的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，即可正確解答，是考查學(xué)生綜合能力的好題．