Question

如圖所示，離地H高處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體處于場(chǎng)強(qiáng)按E=E₀—kt（E₀、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向）變化的電場(chǎng)中，物體與豎直絕緣墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，已知μqE₀＞mg。若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)物體下滑后脫離墻面，此時(shí)速度大小為，最終落在地面。

（1）在下圖中畫出反映摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線，并計(jì)算物體克服摩擦力所做的功。
（2）試分析物體從t=0開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)情況，并計(jì)算物體從t=0開(kāi)始至落地的總時(shí)間。

Answer 1

（1）
；；
（2）+

試題分析：（1）物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有：
則有：         （2分）
離開(kāi)墻壁時(shí)，即：，解得 （2分）
摩擦力隨時(shí)間的變化如圖所示：

根據(jù)動(dòng)能定理得：   （2分）
解得： （1分）
（2）從至時(shí)間內(nèi)物體處于靜止?fàn)顟B(tài) （1分）
從至時(shí)間內(nèi)物體處于變加速直線運(yùn)動(dòng)   （1分）
從至落地物體處于變加速曲線運(yùn)動(dòng)（或豎直方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向變加速直線運(yùn)動(dòng)）（2分）
離開(kāi)墻壁過(guò)程在豎直方向 （2分）
解得=  （2分）
∴t_總=t₂+t₃=+