带正电的物体A静止于绝缘水平面上,如图.现加一水平向右的匀强电场后物体开始向右运动,已知物体A与绝缘水平面间的摩擦力为电场力的一半,经一段时间后,物体的动能为Ek,此

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

带正电的物体A静止于绝缘水平面上,如图.现加一水平向右的匀强电场后物体开始向右运动,已知物体A与绝缘水平面间的摩擦力为电场力的一半,经一段时间后,物体的动能为Ek,此时突然使电场方向反向,大小不变,再经过一段时间后,物体回到原出发点.求:
(1)物体A回到原出发点时的动能;
(2)上述前一段时间t1跟后一段时间t2的比值.
魔方格

◎ 答案

(1)设摩擦力大小为f,电场力为F,第一阶段位移大小为x1,电场力反向后向右运动的位移大小为x2,向左运动的位移大小为x3
由题意,f=
1
2
F
第一阶段Ek=(F-f)x1=
1
2
Fgx1
电场力反向后0-Ek=-(F+f)x2 
可得x2=
1
3
x1
又由题意x3=x2+x1=
4
3
x1
向左运动阶段Ek末=(F-f)x3=
1
2
F?
4
3
x1=
4
3
Ek
物体A回到原出发点时的动能为
4
3
Ek
(2)设在后一段时间里,用t2a的时间使物体速度为零,然后用t2b的时间使物体加速回到原出发点;用a表示物体在前一段时间里的加速度,分别用a1、a2表示物体在t2a、t2b时间内的加速度,则
a1
a
=
F+f
F-f
=
3
1

所以
t2a
t1
=
v
a1
v
a 
=
1
3

由位移公式,得到
t2b
t1
=

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