Question

【題目】在一個(gè)水平面上建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=6×105 N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個(gè)質(zhì)量m=10g帶負(fù)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(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=2m/s，如圖所示．試求：

（1）小物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離；

（2）小物塊最終停止時(shí)的位置．

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（1）當(dāng)物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到沿x軸負(fù)方向的電場(chǎng)力F和動(dòng)摩擦力f，電場(chǎng)力大小為F=Eq，滑動(dòng)摩擦力大小為f=μFN=μmg

設(shè)物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為s，此過(guò)程中由動(dòng)能定理得

(F+f)s=

聯(lián)立解得

(2)由于F>f，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到沿x軸正方向離O點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)時(shí)，又返回向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)最終停止時(shí)左側(cè)s′處

在物塊向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：(Ff)sfs′=0

解得