Question

19．如图所示，足够长的绝缘水平面上在相距L=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量m=0.1kg、带电量q=+1×10^-7 C的滑块（视为质点）以v₀=4m/s的初速度沿水平面向右进入电场区域，E=5×10⁶N/C，滑块与水平面间的动摩擦因μ=0.4，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．（g取10m/s²）求：滑块在水平面上滑行的总距离．

Answer 1

分析 分析滑块的受力情况，由动能定理求出滑块向右滑动的最大距离．再根据动能定理列式求出滑块向左运动的距离，从而求得总距离．

解答 解：滑块在电场中所受的电场力大小为：
   F=qE=5×10⁶×1×l0^-7N=0.5N
滑动摩擦力为：f=μmg=0.4×0.1×10N=0.4N
滑块向右滑动停下的距离为s₁，由动能定理得：
-Fs₁-fs₁=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入数据解得：s₁=0.89m＜L
由于F＞f，所以滑块会折返向左运动，最终滑出电场区域．设滑块在水平面上滑行的总距离为s，对两个过程，由动能定理得：
-fs=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得：s=2m
答：滑块在水平面上滑行的总距离是2m．

点评 本题的关键要正确分析滑块的运动情况，判断滑块能不能出电场，要知道滑块摩擦力做功与总路程有关．