Question

13．如圖所示，在O處放一個(gè)與水平地面絕緣的物塊，物塊質(zhì)量m=1g，帶電量q=-2×10^-8C且電荷量始終保持不變、與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=2×10⁵N/C．現(xiàn)給物塊一個(gè)向右的初速度大小為v₀=12m/s，（g=10m/s²）求：
（1）物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間？
（2）物塊最終停止時(shí)的位置．

Answer 1

分析 物體剛開始受到向左的電場(chǎng)力和向左的滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，因?yàn)殡妶?chǎng)力小于滑動(dòng)摩擦力，所以物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度為零后處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式和位移時(shí)間公式的即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)題意列方程得：${F}_{電}^{\;}+{F}_{f}^{\;}=ma$
${F}_{電}^{\;}=Eq$=$2×1{0}_{\;}^{-8}×2×1{0}_{\;}^{5}=4×1{0}_{\;}^{-3}N$
${F}_{f}^{\;}=μ{F}_{N}^{\;}$=$0.2×1×1{0}_{\;}^{-3}×10=2×1{0}_{\;}^{-3}N$
$a=\frac{{F}_{電}^{\;}+{F}_{f}^{\;}}{m}=\frac{4×1{0}_{\;}^{-3}+2×1{0}_{\;}^{-3}}{1×1{0}_{\;}^{-3}}=6m/{s}_{\;}^{2}$
由$0={v}_{0}^{\;}+at$
代入數(shù)據(jù)：0=12+（-6）t
得t=2s
（2）由$0-{v}_{0}^{2}=2ax$
代入數(shù)據(jù)：$0-1{2}_{\;}^{2}=2×（-6）x$
得x=12m，物體最終停止在O點(diǎn)右側(cè)12m處
答：（1）物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s
（2）物塊最終停止時(shí)的位置在O點(diǎn)右側(cè)12m處

點(diǎn)評(píng) 該題主要考查了牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析，注意在運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí)，電場(chǎng)力小于摩擦力，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．