Question

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(cè)空間有一個勻強電場，場強大小E＝6.0×10⁵ N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量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初速度v₀＝2.0 m/s，如圖所示．求物塊最終停止時的位置．(g取 10 m/s²)

Answer 1

）解析：物塊先在電場中向右減速，設(shè)運動的位移為x₁，由動能定理得：

－(qE＋μmg)x₁＝0－mv₀²                                      …2分

所以x₁＝     代入數(shù)據(jù)得x₁＝0.4 m                  …2分

可知，當(dāng)物塊向右運動0.4 m時速度減為零，因物塊所受的電場力F＝qE＝0.03 N>F_f＝μmg＝0.02 N，所以物塊將沿x軸負方向加速，跨過O點之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點左側(cè)某處，設(shè)該點距O點距離為x₂，則對全過程由動能定理得                            …2分

－μmg(2x₁＋x₂)＝0－mv₀².                                     …2分       

解之得x₂＝0.2 m.                                             …2分

答案：在O點左側(cè)距O點0.2 m處