Question

如图所示，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=6.0×10⁵N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量-5.0×10^-8C、质量m=1.0×10^-2kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v₀=4.0m/s，求物块最终停止时的位置．（g取10m/s²）

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．根据牛顿第二定律和运动学公式以及动能定理求出物块最终停在的位置．

解答：解：对物块由初速度v₀=4.0m/s到第一次停止过程由动能定理列方程：
-（qE+μmg）x=0-

1

2

mv₀²   
代入数据解得：x=1.6m
由于qE＞μmg，所以物体将先向左做加速运动，过边界后做减速运动，设过边界后最终停在O点左方X₁的位置，对物块从第一次停止到停在O点左方X₁的位置过程由动能定理得：
qEx-μmg（x+X₁）=0   
解得：x₁=0.8m
答：物块最终停止时的位置物块最终停止时的位置O点左方0.8m．

点评：解决本题的关键理清物块的运动过程，动能定理既适用某一阶段也适用于全过程的运动情形．