如图23-1,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2kg,带电量为q= +2.0×10-6C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0时刻开始,空间加上一个如图23-2所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场,例如:0~2s场强是3×105N/C(取水平向右的方向为正方向,取10m/s2。)求:
(1)15s内小物块的位移大小;
(2)15s内小物块电势能的变化。
如图23-1,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2kg,带电量为q= +2.0×10-6C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0时刻开始,空间加上一个如图23-2所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场,例如:0~2s场强是3×105N/C(取水平向右的方向为正方向,取10m/s2。)求:
(1)15s内小物块的位移大小;
(2)15s内小物块电势能的变化。
解:(1)0~2s内物块加速度
位移 2s末的速度为
2~4s内物块加速度 位移
4s末的速度为
因此小物块做周期为4s的加速和减速运动,第14s末的速度也为,第15s末的速度
(
) 位移为
(2)15s内,设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理:
,求得
,15s内小物块电势能减少6.6J。