题目内容

一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在绝缘水平轨道OX上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示,小物体从距离墙角X处以速度v从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求:它停止运动前所通过的总路程S.
【答案】分析:当电场力大于摩擦力,电荷最终停在墙角处,对全过程运用动能定理求出物体运动的路程.当电场力小于摩擦力,则滑块向左做减速运动,有可能未到墙壁处速度减为0,可能恰好到墙壁处速度为0,可能跟墙壁碰撞后反弹向右减速到0停在.根据这三种情况分别用动能定理求出物块运动的路程.
解答:解:(1)当qE>f时,最终物体停在墙角处

   (2)讨论:qE<f
①在碰撞前停下,即

②在墙壁处停下,即时s=x
③在与墙壁碰撞后向右停下,即


答:它停止运动前所通过的总路程S可能为:、x
点评:本题通过对物块运动的全过程研究,运用动能定理求出物块运动的总路程,注意要讨论电场力与摩擦力的大小关系.
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