Question

15．如圖所示，勻強(qiáng)電場水平向左，帶正電物體沿絕緣、粗糙水平板向右直線運(yùn)動，經(jīng)A點(diǎn)時(shí)動能為80J，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動能為60J．物體從A運(yùn)動到B的過程中克服電場力做功16J．
則（1）物體從A運(yùn)動到B的過程中摩擦力做功W_f與電場力做功W_E之比，摩擦力f與電場力F大小之比
（2）物體從A點(diǎn)向右運(yùn)動到最遠(yuǎn)處過程中電場力做的功．
（3）物體第二次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動能大小是多少？

Answer 1

分析 （1）應(yīng)用動能定理求出摩擦力做功，然后求出摩擦力與電場力做功之比，然后根據(jù)功的計(jì)算公式求出摩擦力與電場力之比．
（2）應(yīng)用動能定理求出電場力做功．
（3）求出返回原處時(shí)摩擦力做功與電場力做功，應(yīng)用動能定理可以求出回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)物體的動能．

解答 解；（1）由動能定理得：△E_K=W _f+W_電
W_f=△E_K-W_電=（60-80）-（-16）=-4J，
物體A到B過程中  W_f：W_電=1：4，
f：F=$\frac{{W}_{f}}{s}$：$\frac{{W}_{電}}{s}$=W_f：W_電=1：4；
（2）物體向右運(yùn)動最遠(yuǎn)時(shí)，由動能定理得：
fx+Fx=△E_K，fx+4fx=△E_K，
解得：fx=-16J，W_電=4fx=-64J；
（3）物體A到B過程中摩擦力做功：W_f=-4J，
物體從B向右運(yùn)動到最遠(yuǎn)處摩擦力做功：W_f=-12J，
物體從B向右運(yùn)動到最遠(yuǎn)處，返回到B時(shí)摩擦力做功：W_f=-24J，
電場力：W_電=0，由動能定理得：E_K2-E_K1=W_f，解得：E_K2=36J；
答：（1）物體從A運(yùn)動到B的過程中摩擦力做功W_f與電場力做功W_E之比為1；4，摩擦力f與電場力F大小之比為1：4．
（2）物體從A點(diǎn)向右運(yùn)動到最遠(yuǎn)處過程中電場力做的功為-64J．
（3）物體第二次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動能大小是36J．

點(diǎn)評 本題考查了求功、力之比、物體動能等問題，該題主要考查了動能定理在電場中的運(yùn)用，要知道電場力做的功等于電勢能的減少量，要靈活選擇研究的過程．