题目内容
【题目】在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=﹣5.0×10﹣8C,质量m=1.0×10﹣2kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0m/s,g取10m/s2,如图所示,求:
(1)物块能到达O点右端的最远距离.
(2)物块最终停止时的位置.
【答案】(1),(2)
【解析】试题分析:对物块向右减速到零的过程运用动能定理,求出物块到达O点右端的最远距离.
物块速度为零后,由于电场力大于摩擦力,物块会返回,对全过程运用动能定理,求出物块停止的位置.
解:(1)物块先在电场中向右减速,设运动的位移为x,由动能定理得,
,
所以x=,
代入数据解得x=0.4m.
(2)可知,当物块向右运动0.4m时速度减为零,因物块所受的电场力F=qE=0.03N>μmg,所以物块将沿x轴负向加速.
过O点之后在摩擦力作用下减速,最终停止在O点左侧某处,设该点距O点距离为x1,
则,
代入数据解得x1=0.2m.
答:(1)物块能到达O点右端的最远距离为0.4m.
(2)物块最终停止时的位置在O点左侧0.2m处.

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