Question

在一个水平面上，建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面右侧空间有一匀强电场，场强E=6×10⁵N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电量q=-5×10^-8C，质量m=10g的绝缘物块，物体与水平面动摩擦因数μ=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v₀=2m/s，如图，求：（g取10m/s2）
（1）物块再次经过O点时速度大小；
（2）物块停止时距O点的距离．

Answer 1

分析：（1）物体刚开始受到向左的电场力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出加速度，再求出此时运动的位移；因为电场力大于滑动摩擦力，所以物体不能静止，还要向左做匀加速运动，此时电场力方向与摩擦力方向相反，求出加速度，根据位移速度的关系求出再次经过O点时速度大小；
（2）物块再次经过O点后还要向左运动，注意此后物体不受电场力，只受摩擦力，根据匀变速直线运动位移速度的关系即可求解．

解答：解：（1）物块向右减速至零过程，根据牛顿第二定律得：
a1=

Eq+μmg

m

=5m/s2
此过程运动的位移为：s=

v02

2a1

=0.4m
因为Eq＞umg，减速至零后物块会向左加速运动，有
a2=

Eq-μmg

m

=1m/s2
再次回到O点，有v²=2a₂s    解得：v=

2 5

5

m/s
（2）经过O点后，向左边运动，此时物块不受电场力，只在摩擦力作用下减速至零，有
a3=

μmg

m

=2m/s2
则：x=

v2

2a3

=0.2m
答：（1）物块再次经过O点时速度大小为

2 5

5

m/s；
（2）物块停止时距O点的距离为0.2m．

点评：该题主要考查了牛顿第二定律及匀变速直线运动基本公式的应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，注意在运动到最右端时，电场力大于摩擦力，此时不能静止．