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计算题带步骤

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 17:47:04
在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场,现有一个质量m=2.0乘10的负3次方kg电量q=2.0乘10的负6次方库仑的带正电荷的物体(可视为质点)从o点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t的平方,式中x的单位为mt的单位为s。不计空气阻力,g=10米每二次方秒。求匀强电场的场强大小和方向?再求带电物体在0到0.5内电势能的变化量?
解题思路: (1)根据位移随时间的变化规律可以得到加速度和初速度,根据牛顿第二定律即可求解; (2)先根据匀变速运动的基本公式求解物体在0.5s内发生的位移,再求出电场力所做的功即可求解.
解题过程:
解答:(1)由x=6.0t-10t2得加速度大小为:a=20m/s2
根据牛顿第二定律:Eq=ma
解得场强大小为:E=2.0×104N/C
电场强度方向水平向左
(2)由x=6.0t-10t2得初速度为:v=6.0m/s
减速时间:t1=0.3s
0.3s内经过的路程x1=vt1-a1t2/2=0.9 m
后0.2s物体做反向匀加速直线运动,经过的路程 x2=a2t2/2=0.4m
物体在0.5s内发生的位移为x=0.9-0.4=0.5m (或直接把t=0.5s代入公式x=6.0t-10t2解得:x=0.5m)
电场力做负功,电势能增加:△Ep=qEx=2×10-2J
答:(1)求匀强电场的场强大小为2.0×104N/C,方向水平向左;
(2)带电物体在0~0.5s内电势能的变化量为2×10-2J.