Question

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=10 g的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=2 m／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】（12分）解：（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     ①    （1分）

滑動摩擦力    ②     （1分）

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

    ③ （2分）

由①②③得         （2分）

（2）由于，當物塊運動到沿x軸正方向運動離O點的最遠距離時又返回向x軸負方向運動，設最終停止時在距O點左側處        (2分)

在物塊向x軸負方向運動的過程中，由動能定理得：

            （2分） 

            （2分）

本題考查的是對電場力做功與動能定理的應用問題，物塊運動過程中水平方向受電場力和滑動摩擦力的作用，利用動能定理即可求解；