问题
问答题
一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在绝缘水平轨道OX上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示,小物体从距离墙角X0处以速度v0从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求:它停止运动前所通过的总路程S.

答案
(1)当qE>f时,最终物体停在墙角处qE•x0-f•s=0-
m1 2 v 20
s=
m1 2
-qEx0v 20 f
(2)讨论:qE<f
①在碰撞前停下,即f>qE+
时qE•s-f•s=0-m v 20 2x0
m1 2 v 20
s=m v 20 2(f-qE)
②在墙壁处停下,即f=qE+
时s=x0m v 20 2x0
③在与墙壁碰撞后向右停下,即qE+
>f>qE时m v 20 2x0
qE(2x0-s)-fs=0-
m1 2 v 20
即s=
.2qEx0+
m1 2 v 20 qE+f
答:它停止运动前所通过的总路程S可能为:
、
m1 2
-qEx0v 20 f
、x0、m v 20 2(f-qE)
.2qEx0+
m1 2 v 20 qE+f