问题 问答题

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

答案

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
v20

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
v20

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.

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