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=0.01kg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，（g取10m/s²）．求物块最终停止时距O点的距离．

Answer 1

分析：物块先向右做匀减速直线运动到零，然后返回做匀加速直线运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止．由动能定理求出物块最终静止时距O点的距离．

解答：解：电场力大小：F=qE=5×10^-8C×6×10⁵N/C=0.03N，方向向左，
物块受到的摩擦力f=μmg=0.2×0.01kg×10m/s²=0.02N，
物块右（正向）运动时，摩擦力向左，由动能定理得：-（F+f）x₁=0-

1

2

mv₀²，
即：-（0.03+0.02）x₁=0-

1

2

×0.01×2²，解得：x₁=0.4m，
由于电场力F＞f，物块速度变为零后，会反向向左做匀加速运动，
离开电场后做匀减速直线运动，直到静止，设物体最终静止在O点左侧s处，
物体向右运动过程中，由动能定理得：Fx₁-f（x₁+s）=0-0，
即：0.03N×0.4m-0.02N×（0.4m+s）=0-0，解得：s=0.2m；
答：物块最终停止时距O点的距离为0.2m．

点评：本题首先要理清物块的运动过程，运用动能定理即可正确解题．