Question

在一個水平面上建立x軸，在過原點O右側空間有一個勻強電場，電場強度大小E＝6×105 N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個電荷量q＝5×10－8C、質量m＝0.010 kg的帶負電絕緣物塊．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6－3－22所示，求：(g取10 m/s2)　

(1)物塊最終停止時的位置；

(2)物塊在電場中運動過程的機械能增量．

Answer 1

解析　(1)第一個過程：物塊向右做勻減速運動到速度為零．

Ff＝μmg＝0.02 N，F＝qE＝0.03 N，

Ff＋F＝ma，2as1＝v，

代入數值s1＝0.4 m，

第二個過程：物塊向左做勻加速運動，

離開電場后再做勻減速運動直到停止．

由動能定理得：Fs1－Ff(s1＋s2)＝0

得s2＝0.2 m，則物塊停止在原點O左側0.2  m處．

(2)物塊在電場中運動過程的機械能增量

ΔE＝Wf＝－2μmgs1＝－0.016 J.

答案　(1)原點O左側0.2 m處　(2)－0.016 J