Question

【題目】如圖甲所示，將一傾角=37°的粗糙絕緣斜面固定在地面上，空間存在一方向沿斜面向上的勻強電場。一質量m=0.2kg，帶電量q=C的小物塊從斜面底端靜止釋放，運動0.1s后撤去電場，小物塊運動的v-t圖像如圖乙所示（取沿斜面向上為正方向），。（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：

（1）電場強度E的大小；

（2）小物塊在0~0.3s運動過程中機械能增加量。

Answer 1

【答案】（1）3×103N/C（2）0.36J

【解析】（1）加速時：

減速時：

由牛頓第二定律得：Eq-mgsinθ -f = ma1

mgsinθ +f =ma2

解得 Eq=3mg

摩擦力f=0.8N

E=3×103N/C

(2) 方法一：△Ek=0

△Ep =mgx總sin37°

x總=0.3

△E=△Ep

△E =0.2×10×0.3×0.6=0.36J

方法二：加速距離x1=

減速距離x2=

電場力做功WE=Eqx1=0.6J

摩擦力做功Wf=-f(x1+x2)= - 0.24J

物塊0~0.3s運動過程中機械能增加量