Question

13．如圖所示，在O處放一個與水平地面絕緣的物塊，物塊質(zhì)量m=1g，帶電量q=-2×10^-8C且電荷量始終保持不變、與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．空間存在水平向右的勻強電場，場強大小E=2×10⁵N/C．現(xiàn)給物塊一個向右的初速度大小為v₀=12m/s，（g=10m/s²）求：
（1）物塊運動的時間？
（2）物塊最終停止時的位置．

Answer 1

分析 物體剛開始受到向左的電場力和向左的滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，因為電場力小于滑動摩擦力，所以物體做勻減速直線運動，速度為零后處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)勻變速直線運動速度時間公式和位移時間公式的即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)題意列方程得：${F}_{電}^{\;}+{F}_{f}^{\;}=ma$
${F}_{電}^{\;}=Eq$=$2×1{0}_{\;}^{-8}×2×1{0}_{\;}^{5}=4×1{0}_{\;}^{-3}N$
${F}_{f}^{\;}=μ{F}_{N}^{\;}$=$0.2×1×1{0}_{\;}^{-3}×10=2×1{0}_{\;}^{-3}N$
$a=\frac{{F}_{電}^{\;}+{F}_{f}^{\;}}{m}=\frac{4×1{0}_{\;}^{-3}+2×1{0}_{\;}^{-3}}{1×1{0}_{\;}^{-3}}=6m/{s}_{\;}^{2}$
由$0={v}_{0}^{\;}+at$
代入數(shù)據(jù)：0=12+（-6）t
得t=2s
（2）由$0-{v}_{0}^{2}=2ax$
代入數(shù)據(jù)：$0-1{2}_{\;}^{2}=2×（-6）x$
得x=12m，物體最終停止在O點右側(cè)12m處
答：（1）物塊運動的時間為2s
（2）物塊最終停止時的位置在O點右側(cè)12m處

點評 該題主要考查了牛頓第二定律及勻變速直線運動基本公式的應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確對物體進行受力分析，注意在運動到最右端時，電場力小于摩擦力，此時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．