Question

在一個(gè)水平面上建立x軸，過原點(diǎn)O垂直于x軸平面的右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=6×10⁵N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個(gè)電荷量q=-5×10^-6C，質(zhì)量m=10g的絕緣物塊，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．求物塊最終停止時(shí)的位置及整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)的路程．（g取10m/s²）

Answer 1

物體受到的電場(chǎng)力為：F=Eq=6×10⁵×5×10^-6=3N，方向水平向左．
物體受到的摩擦力為：f=μmg=0.2×0.01×10=0.02N
∵F＞f∴物塊先向右減速運(yùn)動(dòng)，再向左加速運(yùn)動(dòng)，越過O點(diǎn)進(jìn)入無電場(chǎng)區(qū)域后，再減速運(yùn)動(dòng)直到停止．
設(shè)物塊到達(dá)最右端的坐標(biāo)為x₁m，對(duì)O→x₁m處，由動(dòng)能定理得：
-F?x₁-f?x₁=0-

1

2

m

v

20

即：3x₁+0.02x1=

1

2

×0.01×4
∴x₁=

1

151

m
設(shè)物塊最終停止的位置坐標(biāo)為-x₂m，對(duì)O→-x₂m處，
由動(dòng)能定理得：-2f?x₁-f?x₂=0-

1

2

m

v

20

即：2×0.02×

1

151

+0.02x2=

1

2

×0.01×4
∴x₂=

149

151

m
即物塊停在-

149

151

m處，且總路程為S=

1

151

×2+

149

151

=1m．