Question

【題目】在一個水平面上建立x軸，在過原點O垂直于x軸的平面的右側空間有一個勻強電場，場強大小E=6×105 N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個質量m=10g帶負電荷的絕緣小物塊，其帶電量q=5×10-8 C．小物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.2，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2m/s，如圖所示．試求：

（1）小物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離；

（2）小物塊最終停止時的位置．

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（1）當物塊沿x軸正方向運動時，受到沿x軸負方向的電場力F和動摩擦力f，電場力大小為F=Eq，滑動摩擦力大小為f=μFN=μmg

設物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離為s，此過程中由動能定理得

(F+f)s=

聯立解得

(2)由于F>f，當物塊運動到沿x軸正方向離O點的距離最遠時，又返回向x軸負方向運動，設最終停止時左側s′處

在物塊向x軸負方向運動的過程中，由動能定理得：(Ff)sfs′=0

解得