题目内容
在一个水平面上建立x轴,在过原点O右侧空间有一个匀强电场,电场强度大小E=6×105 N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量q=5×10-8C、质量m=0.010 kg的带负电绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图12所示,求:
(1)物块最终停止时的位置;(g取10 m/s2)
(2)物块在电场中运动过程的机械能增量。
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图12
解析:(1)第一个过程:物块向右做匀减速运动到速度为零。
Ff=μmg F=qE
Ff+F=ma 2as1=v02
s1=0.4 m
第二个过程:物块向左做匀加速运动,离开电场后再做匀减速运动直到停止。由动能定理得:Fs1-Ff(s1+s2)=0
得s2=0.2 m,则物块停止在原点O左侧0.2 m处。
(2)物块在电场中运动过程的机械能增量ΔE=Wf=-2μmgs1=-0.016 J。
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答案:(1)原点O左侧0.2 m处
(2)-0.016 J
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