Question

6．如圖所示，質量為0.2Kg的物體帶電量為+4×10^-4C，從半徑為0.3m的光滑的$\frac{1}{4}$圓弧的絕緣滑軌上端以初速度2m/s下滑到底端，然后繼續沿水平面滑動．物體與水平面間的滑動摩擦因素為0.4，求下列兩種情況下物體在水平面上滑行的最大距離：
（1）整個空間沒有電場時；
（2）水平AB段處于水平向左E=10³N/C的勻強電場中時．

Answer 1

分析 （1）沒有電場時，只有重力和摩擦力做功，由動能定理即可求出物體在水平面上滑行的最大距離；
（2）由電場時，重力、電場力和摩擦力做功，對整個過程運用動能定律，求出物體在水平面上滑行的最大距離．

解答 解：（1）物體從絕緣滑軌上端運動到停止過程，重力和摩擦力做功，由動能定理得：
mgR-μmgx₁=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$，
代入數據得：x₁=1.25m
（2）水平AB段處于水平向左E=10³N/C的勻強電場時，對全程同樣由動能定理有：mgR-qEx₂-μmg_x=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數據得：x₂=$\frac{5}{6}$m
答：（1）沒有電場時，物體在水平面上滑行的最大距離是1.25m；
（2）由電場時，物體水平面上滑行的最大距離為$\frac{5}{6}$m．

點評 解決本題的關鍵掌握動能定理，知道運用動能定理解題需選擇合適的研究過程．