Question

一个质量为m带有电荷为-q的小物体，可在绝缘水平轨道OX上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿OX轴正方向，如图所示，小物体从距离墙角X处以速度v从图示位置向左运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求：它停止运动前所通过的总路程S．

Answer 1

【答案】分析：当电场力大于摩擦力，电荷最终停在墙角处，对全过程运用动能定理求出物体运动的路程．当电场力小于摩擦力，则滑块向左做减速运动，有可能未到墙壁处速度减为0，可能恰好到墙壁处速度为0，可能跟墙壁碰撞后反弹向右减速到0停在．根据这三种情况分别用动能定理求出物块运动的路程．
解答：解：（1）当qE＞f时，最终物体停在墙角处

   （2）讨论：qE＜f
①在碰撞前停下，即时

②在墙壁处停下，即时s=x
③在与墙壁碰撞后向右停下，即时

即．
答：它停止运动前所通过的总路程S可能为：、、x、．
点评：本题通过对物块运动的全过程研究，运用动能定理求出物块运动的总路程，注意要讨论电场力与摩擦力的大小关系．