电场与能关系问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/11 03:48:00
匀强电场场强水平向左,带正电小木块沿绝缘水平面向右运动,依次经过A、B点,经过A点时,动能100J,经过B点动能减少了原来的4/5,在减少的动能中有3/5转化为电势能,则它再次经过B点时,动能为多少?
请给出详细解答过程.

设木块的在A点的电势能为0,B点的势能为E1,则E1=(100-100*4/5)*3/5=48J,那么经过B点再返回到B点时,小木块的电势能仍然为E1(电场中的同一点其电势能是不变的)。
第一次到达B点时其动能E2=100*1/5=20J,从A点到B点的损失的能量转化为摩擦升热也就是转化热能。也就是说木块经过B点继续前行到最右边进而返回时的转折点(设为C点)处速度为0,从而动能也为0。从B点到这个转折点C的过程中,由于摩擦力和电场力都没有变化,木块在B点出20J的动能将全部转化为电势能和热能,在这一过程中电势能占动能减少的比例仍然为3/5。所以到达这个转折点的过程中木块的电势能又增加了E3=20*3/5=12J,而从B点到这个转折点的过程中热能增加的数值为E4=20-12=8J。
由于刚才说了摩擦力不变,且木块返回到B点和从B点到转折点时的距离是一样的,故从转折点C到B点和从B点到转折点C的摩擦升热是一样的,也是E5=E4=8J。前边也说了在同一点的电势能是一样的,所以到转折点C增加的电势能E4在木块回到B点时将全部转化为木块的动能和热能。则木块再次到达B点时它的动能E6=E3-E5=12-8=4J。
解决本题的关键在于利用能量守恒和电场力、摩擦力不变。