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
◎ 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. |
◎ 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=
第一阶段Ek=(F-f)x1=
电场力反向后0-Ek=-(F+f)x2 可得x2=
又由题意x3=x2+x1=
向左运动阶段Ek末=(F-f)x3=
物体A回到原出发点时的动能为
(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
所以
由位移公式,得到
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