Question

【题目】在一个水平面上建立x轴，在原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E＝6×105N /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＝0.010kg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，如图所示，(g取10m/s2)求：

(1)物块向右运动的最大距离；

(2)物块最终停止时的位置；

(3)物块在电场中运动过程的机械能增量。

Answer 1

【答案】（1）s1=0.4m（2）物块停止在原点O左侧0.2m处（3）△E= -0.016J

【解析】

(1)第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零．

物体受到的摩擦力为：Ff=μmg

物体受到的电场力为F=qE

由牛顿第二定律得Ff+F=ma

由运动学公式得2as1=v2

联立以上各式代入数据解得：s1=0.4m

(2)第二个过程：物块向左做匀加速运动，由动能定理得：Fs1-Ff（s1+s2）=0

解得:s2=0.2m

所以物块停止在原点O左侧0.2m处

(3)物块在电场中运动过程中，机械能增量等于滑动摩擦力做的功，

△E=Wf=-μmg2s1=-0.2×0.01×10×0.8J=-0.016J