Question

【題目】如圖所示，水平向右的勻強電場中，某傾角為θ=37°的絕緣斜面固定于水平面上，頂端靜置一質量為m =2kg的物塊，帶正電，電量為q=10-6 C。若物塊與斜面間的動摩擦因數為μ=0.2，電場強度為E=5×106V/m ，且物塊能自由下滑到斜面底端。斜面高度為h=1m，已知：g=10m/s2 ，sin 37°=0.6 ，cos37°=0.8試問，物塊下滑到斜面底端過程中：

(1)物塊與斜面摩擦產生的內能為多少；

(2)物塊動能的改變量；

(3)物塊機械能的改變量。

Answer 1

【答案】(1)6.33J；(2)7J；(3)-13J

【解析】

(1)對物塊受力分析可知其受到的摩擦力為

代入數據解得；所以物塊與斜面摩擦產生的內能為

(2)物塊下滑過程中重力做功為

電場力做的功

根據功能關系可知摩擦力做的功為

所以根據動能定理有

(3)根據功能關系可知物塊機械能的改變量等于除重力外其它力做的功，即等于摩擦力和電場力做的功