Question

如左圖所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質量為m=0．2kg，帶電量為的小物塊處于靜止狀態，小物塊與地面間的動摩擦因數。從t=0時刻開始，空間加上一個如右圖所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場，（取水平向右為正方向，取10m/s²。）
求：（1）15秒末小物塊的速度大小（2）15秒內小物塊的位移大小

Answer 1

（1） 2m/s方向向右；（2）31m

0～2s內，電場力F=qE=2.0×10^-6×3×10⁵=0.6N＞μmg，物塊做勻加速直線運動，加速度a==2m/s²，2s末的速度為v=at=4m/s．2～4內電場力反向，加速度a′==2m/s²，做勻減速直線運動，4s末速度為零，然后又重復以前的運動．15s末的速度與3s末的速度相等，大小v′=4-2m/s=2m/s，方向向右．在0～2s內的位移x=at²=×2×4m=4m，所以14s內的位移為4×7m=28m，最后1s內的位移x′=vt′-at′²=4-1m=3m，所以15秒內小物塊的位移大小31m．