Question

求一高中物理选修3-1问题

一个带正电的物体沿绝缘水平板向右运动，绝缘水平板上方所在空间存在有水平向左的匀强电场，当此物体经过a点时动能为100J，到达b点时动能减小为原来的五分之一，减少的动能中有五分之三转化为电势能，则当该物体第二次经过b点时的动能为___J;物体由a点到b点又回到b点的过程中摩擦力做的功为___J。（答案分别为4，-48）
注：ab点在板上，a在b左边。

Answer 1

摩擦力大小为 f ,其方向不定。
电场力水平向左 F
详解，物体向右ab方向运动过程
f向左，F向左，大小方向皆不变，可设加速度为a,大小不变，方向向左，a=(f+F)/m
“a到达b点时动能减小为原来的五分之一,”那么即减少动能80J
“减少的动能中有五分之三转化为电势能” 即有48J化为电势能。
那么可得摩擦损耗32J
B点还有的动能为20J
设ab距离s
P1=48=Fs 电场做功
P2=32=fs 摩擦做功
可求 P1/P2=F/f=3/2
物体经过B点继续减速度到C点时速度为0。算出从A到C点时摩擦力所做总功W=100*（2/5）=40J
也就是说BC段，摩擦力做功40-32=8J 电场做功增加热能=20J-8J=12J
再说从C返回B，C点速度为零，电功做正功，魔擦做负功，至B点时动能=12J-8J=4J
物体由a点到b点又回到b点的过程中摩擦力做的功为=-（32+8+8）=-48 负号代表做负功

Answer 2

用能量守恒就可以求出来了

追问

要求详解，此题不涉及能量守恒。

追答

减少的动能中有五分之三转化为电势能，这句话说明了：第一次到B点摩擦力做功W=-32J，动能耗完时做功W=-40J，就是说从B点到动能耗完摩擦力做功是-8J，从动能耗完点回B点摩擦力做功也是-8J，所以第二次经过B点时摩擦力做功-48J。在B点的电势能为48J，摩擦力耗散了48J，所以第二次经过B点时动能为4J。就是利用能量守恒来推导的。