Question

在一個(gè)水平面上建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝6×10⁵ N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個(gè)電荷量q＝5×10^－8C、質(zhì)量m＝0.010 kg的帶負(fù)電絕緣物塊．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v₀＝2 m/s，如圖所示，求：

(1)物塊最終停止時(shí)的位置；(g取10 m/s²)

(2)物塊在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程的機(jī)械能增量．

 

Answer 1

【答案】

(1)原點(diǎn)O左側(cè)0.2 m處；　(2)－0.016 J

【解析】

試題分析：（1）第一階段，物塊向右做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到速度為零，物體受到的摩擦力為：

物體受到的電場(chǎng)力為：

根據(jù)牛頓第二定律有：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得物體向右運(yùn)動(dòng)的距離為：

代入數(shù)據(jù)解得：

第二階段，物塊向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)電場(chǎng)后再做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，由動(dòng)能定理得：

解得：，即物塊停止在原點(diǎn)O左側(cè)0.2m處。

（2）從進(jìn)入電場(chǎng)到出電場(chǎng)由動(dòng)能定理得物塊的動(dòng)能增量為：

因重力勢(shì)能無(wú)變化，故動(dòng)能增量即機(jī)械能增量。

考點(diǎn)：動(dòng)能定理、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、靜電場(chǎng)