Question

在一个水平面上建立x轴，在过原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小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^－8C、质量m＝0.010 kg的带负电绝缘物块，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v₀＝2 m/s，如图12所示，求：                

(1)物块最终停止时的位置；(g取10 m/s²)

(2)物块在电场中运动过程的机械能增量。

图12

Answer 1

解析：(1)第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零。

F_f＝μmg　F＝qE

F_f＋F＝ma　2as₁＝v₀²

s₁＝0.4 m

第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止。由动能定理得：Fs₁－F_f(s₁＋s₂)＝0

得s₂＝0.2 m，则物块停止在原点O左侧0.2 m处。

(2)物块在电场中运动过程的机械能增量ΔE＝W_f＝－2μmgs₁＝－0.016 J。

答案：(1)原点O左侧0.2 m处

(2)－0.016 J