问题
问答题
一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道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,求它停止前所通过的总路程S.
根据动能定理可得:
qEs-fs=0-m
上述解法正确吗?若你认为是正确的话,则解出其结果,若你认为不正确的话,则列式解出你认为正确的结果.v02 2
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答案
不全面,要根据电场力与摩擦力大小来分情况讨论,
(1)当qE>f时,最终物体停在墙角处qE•x0-f•s=0-
m1 2 v 20
s=qE•x0+
m1 2 v 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(qE-f)
②在墙壁处停下,即f=qE+
时m v 20 2x0
s=x0
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:它停止前所通过的总路程S可能为
、qE•x0+
m1 2 v 20 f
、x0、m v 20 2(qE-f)
.2qEx0+
m1 2 v 20 qE+f