Question

【題目】在一個水平面上建立x軸，在過原點O垂直于x軸的平面的右側空間有一個勻強電場，場強大小E=6.0×105N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量q=﹣5.0×10﹣8C，質量m=1.0×10﹣2kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.20，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2.0m/s，g取10m/s2，如圖所示，求：

（1）物塊能到達O點右端的最遠距離．

（2）物塊最終停止時的位置．

Answer 1

【答案】（1），（2）

【解析】試題分析：對物塊向右減速到零的過程運用動能定理，求出物塊到達O點右端的最遠距離．

物塊速度為零后，由于電場力大于摩擦力，物塊會返回，對全過程運用動能定理，求出物塊停止的位置．

解：（1）物塊先在電場中向右減速，設運動的位移為x，由動能定理得，

，

所以x=，

代入數據解得x=0.4m．

（2）可知，當物塊向右運動0.4m時速度減為零，因物塊所受的電場力F=qE=0.03N＞μmg，所以物塊將沿x軸負向加速．

過O點之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點左側某處，設該點距O點距離為x1，

則，

代入數據解得x1=0.2m．

答：（1）物塊能到達O點右端的最遠距離為0.4m．

（2）物塊最終停止時的位置在O點左側0.2m處．