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匀变速直线运动的位移与时间的关系
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如图所示，直角坐标系xOy，X轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上．空间充满沿X轴负方向、E=2.0×104N/C的匀强电场．一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的
网友投稿 2022-08-02 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，直角坐标系xOy，X轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上．空间充满沿X轴负方向、E=2.0×10
4
N/C的匀强电场．一个质量m=2.0×10
-3
kg、电量q=2.0×10
-6
C的带正电的物块（可作为质点），从O点开始以v
0
=10.0m/s的初速度沿着X轴正方向做直线运动，物块与水平面间动摩擦因数μ=0.5，g=10m/s
2
．
（1）求带电物体在t=0.8s内通过的位移x
（2）若在0.8s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向，场强大小保持不变．求在0?1.0s内带电物体电势能的变化量△E．
◎ 答案
（1）设带电物块向右做匀减速直线运动过程中，加速度大小为a
1
，时间为t
1
，通过的位移为x
1
，则
Eq+μmg=ma
1
，
又t
1
=
v
0
a
1
，x
1
=
v
20
2
a
1
代入解得a
1
=25 m/s
2
，t
1
=0.4 s，x
1
=2 m
t
1
=0.4s之后，带电物块向左做匀加速直线运动，设加速度大小为a
2
，时间为t
2
，通过的位移为x
2
，则
Eq-μmg=ma
2
得a
2
=15m/s
2
，
由题，t
2
=t-t
1
=0.4s
x
2
=
1
2
a
2
t
2
2
=1.2m
所以x=x
1
-x
2
=0.8m，方向水平向右．
（2）设0.8s内电场力做功为W
1
，则
W
1
=-Eqx=-3.2×10
-2
J
0.8s后，设带电物块受到竖直向上的电场力为F，且F=Eq=4.0×10
-2
N＞mg，所以，带电物块开始在水平方向做的匀速运动，竖直方向做初速为零的匀加速运动，设加速度为a
3
，在竖直方向的位移为y，电场力做功为W
2
，则
F-mg=ma
3
解得a
3
=10m/s
2
，
又 t
3
=1.0-t
1
=0.2s
则得 y=
1
2
a
3
t
3
2
=0.2m
电场力做功 W
2
=Eqy=8.0×10
-3
J
设0～1.0s内电场力对带电物块所做的总功为W，则
W=W
1
+W
2
=-2.4×10
-2
J
即△E=-W=2.4×10
-2
J
答：
（1）求带电物体在t=0.8s内通过的位移x是0.8m，方向水平向右．
（2）在0?1.0s内带电物体电势能的变化量△E是2.4×10
-2
J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，直角坐标系xOy，X轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上．空间充满沿X轴负方向、E=2.0×104N/C的匀强电场．一个质量m=2.0×10-3kg、电量q=2.0×10-6C的…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【牛顿第二定律】，【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202208/230225.html
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