Question

【題目】在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同。在O處放一個(gè)電荷量q＝－5.0×10－8 C，質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊。物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0＝2.0 m/s，如圖所示。(g取10 m/s2)試求：

(1)物塊向右運(yùn)動的最大距離；

(2)物塊最終停止的位置。

Answer 1

【答案】（1）0.4m（2）0.2m

【解析】

先求出滑動摩擦力和電場力，通過比較，判斷出物體的運(yùn)動規(guī)律；然后對向右的減速過程和向左的總過程運(yùn)用動能定理列式求解，得出物體的運(yùn)動軌跡最終停止的位置。

（1）物體受到的電場力為：F=Eq=6×105×5×10-8=0.03N，方向水平向左。物體受到的摩擦力為：f=μmg=0.2×0.01×10=0.02N；F＞f；物塊先向右減速運(yùn)動，再向左加速運(yùn)動，越過O點(diǎn)進(jìn)入無電場區(qū)域后，再減速運(yùn)動直到停止。設(shè)物塊到達(dá)最右端的坐標(biāo)為x1 m，對O→x1 m處，由動能定理得：-Fx1-fx1=0-mv02
即：0.03x1+0.02x1=×0.01×4
解得：x1=0.4m
（2）設(shè)物塊最終停止的位置坐標(biāo)為-x2 m，對O→-x2 m處，由動能定理得：

-2fx1-fx2=0-mv02
即：2×0.02×0.4+0.02x2=×0.01×4
得：x2=0.2m
即物塊停在0.2m處.