Question

18．粗糙水平面上方整個空間有一個豎直向下的勻強電場，場強大小為E=4×10⁵N/C．一個帶電量q=5×10^-8C，質(zhì)量m=2g的絕緣小物塊從粗糙水平面上的O處以初速度v₀=2m/s水向右運動．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．如圖1所示．

（1）在所給的方框內(nèi)（圖2）作出小物塊在向右運動過程中的受力圖，并將其所受電場力F、摩擦力f的大小填入指定位置．
（2）求出該物塊向右滑動距O點的最大位移X_m（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）物體受到重力，支持力，摩擦力及電場力，根據(jù)共點力平衡求的支持力，根據(jù)滑動摩擦力求的大��；
（2）由牛頓第二定律求的加速度，由運動學(xué)公式求的位移

解答 解：（1）物體受到重力，支持力，摩擦力及電場力，故
根據(jù)共點力平衡可知${F}_{N}=mg+qE=0.02+4×1{0}^{5}×5×1{0}^{-8}$N=0.04N
f=μF_N=0.2×0.04N=0.008N
（2）產(chǎn)生的加速度為a=$\frac{f}{m}=\frac{0.008}{0.002}=4m/{s}^{2}$
故滑行距離為x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}=\frac{{2}^{2}}{2×4}m=0.5m$
答：（1）如圖．
（2）出該物塊向右滑動距O點的最大位移X_m為0.5m．

點評 本題主要考查了物體在電場力作用下的受力分析，利用牛頓第二定律求的加速度即可