Question

(14分)在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面   

的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×10⁵ N/C，方向与

x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×10^{－8 C}、质量m

＝1.0×10^－2 kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，

x轴正方向给物块一个初速度v₀＝2.0 m/s，如图9所示．求物块最终停

止时的位置．(g取 10 m/s²)

 

Answer 1

【答案】

在O点左侧距O点0.2 m处

【解析】物块先在电场中向右减速，设运动的位移为x₁，由动能定理得：－(qE＋μmg)x₁

＝0－mv₀²

所以x₁＝

代入数据得x₁＝0.4 m

可知，当物块向右运动0.4 m时速度减为零，因物块所受的电场力F＝qE＝0.03 N>F_f

＝μmg＝0.02 N，所以物块将沿x轴负方向加速，跨过O点之后在摩擦力作用下减速，

最终停止在O点左侧某处，设该点距O点距离为x₂，则对全过程由动能定理得

－μmg(2x₁＋x₂)＝0－mv₀².

解之得x₂＝0.2 m.