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=6×105N/C，方向與x軸正方向相同，在原點O處放一個質量m=0.01kg帶負電荷的絕緣物塊，其帶電量q=-5×10-8C．物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.2，給物塊一個沿x軸正方向的初速度v0=2m/s．如圖所示．試求：

（1）物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離；

（2）物體運動的總時間為多長;

Answer 1

【答案】（1）物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離是0.4m；（2）物體運動的總時間為1.74s．

【解析】（1）帶負電的物塊以初速度v0沿x軸正方向進入電場中，受到向左的電場力和滑動摩擦力作用，做勻減速運動，當速度為零時運動到最遠處，根據動能定理得：

得：s=0.4m

（2）分三段進行研究：

在電場中物塊向右勻減速運動，

根據：

得：

接著物塊向左作勻加速直線運動：
根據：
代入解得
物塊離開電場后，向左作勻減速運動：
根據：
得：
物塊運動的總時間為：

綜上所述本題答案是：（1）物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離是0.4m；（2）物體運動的總時間為1.74s．