Question

【題目】如圖，ACB是一條足夠長的絕緣水平軌道，軌道CB處在方向水平向右、大小 E=1.0×106N/C的勻強電場中，一質量m=0.25kg、電荷量q=-2.0×10－6C的可視為質點的小物體，在距離C點L0 =6.5m的A點處，以初速度V0 = 14m/s 開始向右運動.已知小物體與軌道間的動摩擦因數μ =0.4，取g＝10m/s2，求:

(1)小物體在電場中運動離C點的最遠距離；

(2)小物體在電場中運動的時間.

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)小物體在電場中做勻減速直線運動，當速度減至零時運動到離C點最遠的位置，根據動能定理求離C點的最遠距離；(2)分析物塊在CB上運動時的受力情況，由牛頓第二定律求得加速度，即可根據勻變速運動規律求得運動時間.

(1)根據牛頓第二定律，小物體的加速度大小

小物體到達C點的速度大小：

解得:v=12m/s

根據牛頓第二定律，小物體向右減速的加速度

小物體向右運動的時間:

小物體向右運動的位移:

(3)由于qE>μmg，所以小物體送減速后反向向左加速，直到滑出電場

根據牛頓第二定律，小物體向左加速的加速度:

小物體在電場中向左運動的時間

小物體在電場中運動的總時間