Question

【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．

Answer 1

【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．