Question

【題目】在一個水平面上建立x軸，在原點O右側空間有一個勻強電場，電場強度大小E＝6×105N /C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個電荷量q＝5×10－8C、質量m＝0.010kg的帶負電絕緣物塊，物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0＝2 m/s，如圖所示，(g取10m/s2)求：

(1)物塊向右運動的最大距離；

(2)物塊最終停止時的位置；

(3)物塊在電場中運動過程的機械能增量。

Answer 1

【答案】（1）s1=0.4m（2）物塊停止在原點O左側0.2m處（3）△E= -0.016J

【解析】

(1)第一個過程：物塊向右做勻減速運動到速度為零．

物體受到的摩擦力為：Ff=μmg

物體受到的電場力為F=qE

由牛頓第二定律得Ff+F=ma

由運動學公式得2as1=v2

聯立以上各式代入數據解得：s1=0.4m

(2)第二個過程：物塊向左做勻加速運動，由動能定理得：Fs1-Ff（s1+s2）=0

解得:s2=0.2m

所以物塊停止在原點O左側0.2m處

(3)物塊在電場中運動過程中，機械能增量等于滑動摩擦力做的功，

△E=Wf=-μmg2s1=-0.2×0.01×10×0.8J=-0.016J