Question

在一个水平面上建立x轴，过原点O垂直于x轴平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小E=6×10⁵N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q=-5×10^-6C，质量m=10g的绝缘物块，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=2m/s，如图所示．求物块最终停止时的位置及整个过程运动的路程．（g取10m/s²）

Answer 1

物体受到的电场力为：F=Eq=6×10⁵×5×10^-6=3N，方向水平向左．
物体受到的摩擦力为：f=μmg=0.2×0.01×10=0.02N
∵F＞f∴物块先向右减速运动，再向左加速运动，越过O点进入无电场区域后，再减速运动直到停止．
设物块到达最右端的坐标为x₁m，对O→x₁m处，由动能定理得：
-F?x₁-f?x₁=0-

1

2

m

v

20

即：3x₁+0.02x1=

1

2

×0.01×4
∴x₁=

1

151

m
设物块最终停止的位置坐标为-x₂m，对O→-x₂m处，
由动能定理得：-2f?x₁-f?x₂=0-

1

2

m

v

20

即：2×0.02×

1

151

+0.02x2=

1

2

×0.01×4
∴x₂=

149

151

m
即物块停在-

149

151

m处，且总路程为S=

1

151

×2+

149

151

=1m．