问题
填空题
在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为1.0×10-8库仑、质量为2.5×10-3千克的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动,其位移与时间的关系是x=0.16t-0.02t2,式中x以米为单位,t以秒为单位.从开始运动到5秒末物体所经过的路程为______米,克服电场力所作的功为______焦耳.
答案
根据x=0.16t-0.02t2=v0t+
at2可知,故有v0=0.16m/s,1 2
a=-0.02,a=-0.04m/s2,1 2
故物体速度减小到0的时间为t=
=-v0 a
=4s-0.16 -0.04
故物体在前4s的位移x1=
t1=0.08×4=0.32m,v0 2
第5s物体反向加速,其第5s内t通过的位移x2=
×0.04×12=0.02m,1 2
故物体在前5s通过的路程x=x1+x2=0.34m.
物体从4s末开始做初速度为0的匀加速直线运动,加速度大小为0.04m/s2,故物体在第5s末的速度v=at=0.04×1=0.04m/s.
根据动能定理W=
m v2-1 2
mv02=1 2
×2.5×10-3×0.042-1 2
×2.5×10-3×0.162=-3.0×10-5J1 2
故克服电场力作的功为3.0×10-5J.
故答案为:0.34,3.0×10-5.