问题
计算题
如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于场强按E=E0—kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知μqE0>mg。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为
,最终落在地面。
(1)在下图中画出反映摩擦力f随时间t变化的图线,并计算物体克服摩擦力所做的功。
(2)试分析物体从t=0开始的运动情况,并计算物体从t=0开始至落地的总时间。
答案
(1)
;
;
(2)+
题目分析:(1)物体开始运动时有:
则有: (2分)
离开墙壁时,即:
,解得
(2分)
摩擦力随时间的变化如图所示:
根据动能定理得: (2分)
解得: (1分)
(2)从至
时间内物体处于静止状态 (1分)
从至
时间内物体处于变加速直线运动 (1分)
从至落地物体处于变加速曲线运动(或竖直方向匀加速直线运动,水平方向变加速直线运动)(2分)
离开墙壁过程在竖直方向 (2分)
解得=
(2分)
∴t总=t2+t3=+