Question

在一个水平面上建立x轴，过原点O垂直于x轴平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小E=6×10⁵ N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q=-5×10^-6C，质量m=10g的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v=2m/s，如图所示．求物块最终停止时的位置及整个过程运动的路程．（g取10m/s²）

Answer 1

【答案】分析：先求出滑动摩擦力和电场力，通过比较，判断出物体的运动规律；然后对向右的减速过程和向左的总过程运用动能定理列式求解，得出物体的运动轨迹和总路程．
解答：解：物体受到的电场力为：F=Eq=6×10⁵×5×10^-6=3 N，方向水平向左．
物体受到的摩擦力为：f=μmg=0.2×0.01×10=0.02 N
∵F＞f∴物块先向右减速运动，再向左加速运动，越过O点进入无电场区域后，再减速运动直到停止．
设物块到达最右端的坐标为x₁ m，对O→x₁ m处，由动能定理得：
-F?x₁-f?x₁=0-m
即：3x₁+0.02x1=×0.01×4
∴x₁=m
设物块最终停止的位置坐标为-x₂ m，对O→-x₂ m处，
由动能定理得：-2f?x₁-f?x₂=0-m
即：2×0.02×+0.02x2=×0.01×4
∴x₂=
即物块停在-处，且总路程为S=×2+=1m．
点评：本题关键先对物体受力分析得出物体的运动规律，然后选择不同的物理过程运用动能定理列式求解．