Question

19．如圖所示，足夠長(zhǎng)的絕緣水平面上在相距L=1.6m的空間內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+1×10^-7 C的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)）以v₀=4m/s的初速度沿水平面向右進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，E=5×10⁶N/C，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因μ=0.4，設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等．（g取10m/s²）求：滑塊在水平面上滑行的總距離．

Answer 1

分析 分析滑塊的受力情況，由動(dòng)能定理求出滑塊向右滑動(dòng)的最大距離．再根據(jù)動(dòng)能定理列式求出滑塊向左運(yùn)動(dòng)的距離，從而求得總距離．

解答 解：滑塊在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力大小為：
   F=qE=5×10⁶×1×l0^-7N=0.5N
滑動(dòng)摩擦力為：f=μmg=0.4×0.1×10N=0.4N
滑塊向右滑動(dòng)停下的距離為s₁，由動(dòng)能定理得：
-Fs₁-fs₁=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得：s₁=0.89m＜L
由于F＞f，所以滑塊會(huì)折返向左運(yùn)動(dòng)，最終滑出電場(chǎng)區(qū)域．設(shè)滑塊在水平面上滑行的總距離為s，對(duì)兩個(gè)過程，由動(dòng)能定理得：
-fs=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得：s=2m
答：滑塊在水平面上滑行的總距離是2m．

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵要正確分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，判斷滑塊能不能出電場(chǎng)，要知道滑塊摩擦力做功與總路程有關(guān)．