Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為lkg、帶電荷量為1.0×10-6C的物塊靜止于粗糙程度相同的絕緣水平面上。t=0時(shí)刻，加一斜向上、與水平方向成θ=37°角的無(wú)邊界勻強(qiáng)電場(chǎng)，物體開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后沖上一傾角也為θ的足夠長(zhǎng)光滑絕緣斜面，不考慮物塊由水平面到斜面的能量損失。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，每隔0.1s通過(guò)速度傳感器測(cè)得物體的瞬時(shí)速度，部分測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示。已知sin37°=06，g=10m/s2．求：

t/s	…	3.0	…	4.2	4.3	4.4	…
v/（m/s-1）	…	3.9	…	4.8	4.6	4.4	…

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；

(2)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)物塊上升的最大高度（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25；(3)4.1m

【解析】

沖上斜面做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。設(shè)勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度分別為a1、a2；

由表中數(shù)據(jù)可知： ①

②

物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由牛頓第二定律得：

mgsinθ-qE=ma2 ③

代入數(shù)據(jù)解得：E=4×106V/m ④

（2）物塊沿水平面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有牛頓第二定律得：

qEcosθ-μFN=ma1 ⑤

豎直方向受力平衡得：

FN+qEsinθ=mg ⑥

①④⑤⑥聯(lián)立解得：μ=0.25

（3）設(shè)物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，最大速度為v，由題意可知

v=a1t ⑦

4.8=v-a2（4.2-t）⑧

⑦⑧聯(lián)立解得：t=4.0s

設(shè)物塊沿斜面上滑的最大高度為h，由動(dòng)能定理得：

⑨

代入數(shù)據(jù)解得：h=4.056m≈4.1m