Question

19．在一個水平面上建立x軸，在過原點O垂直于x軸的平面的右側空間有一勻強電場，場強大小E=6×10⁵N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個帶電量q=-5×10^-8C，質量m=10g的絕緣物塊，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，沿x軸正方向給物塊一個初速度v₀=2m/s，如圖所示，求物塊最終停止時離0點的距離（g取10m/s²）

Answer 1

分析 由于電場力大于摩擦力，當物塊運動到沿x軸正方向離O點的最遠距離時又返回向x軸負方向運動，對返回的過程運用動能定理，求出物塊最終停止時的位置．

解答 解：物塊向右運動時，受滑動摩擦力f=μmg=0.02N，方向向左，電場力F=qE=0.03N，方向向左，物塊做勻減速運動，
設右行減速至0物塊通過位移為x₁，由動能定理得：-（F+f）x₁=0-$\frac{1}{2}$mv₀²，
由于F＞f，物塊減速至0后將先反向加速，出電場后，只受摩擦力，將再次減速為零．
設出場后，物體位移為x₂，由動能定理：Fx₁-f（x₁+x₂）=0-0，
解得：x₂=0.2m，所以物塊最后停在離O點左側0.2m處．
答：物塊最終停止時的位置在O點左側0.2m處．

點評 本題涉及力在空間的累積效果，優(yōu)先考慮動能定理．對于動能定理的應用，關鍵要選擇研究的過程，分析受力情況，確定外力做的總功．