在一個水平面上建立x軸,在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E = 6×105 N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個質(zhì)量m=10 g的帶負(fù)電荷的絕緣小物塊,其帶電量q = 5×10-8 C.小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2, 沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2 m/s,如圖所示.試求:
(1)小物塊沿x軸正方向運(yùn)動離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離;
(2)小物塊最終停止時的位置.
(1) (2)
【解析】(12分)解:(1)當(dāng)物塊沿x軸正方向運(yùn)動時,
受到沿x軸負(fù)方向的電場力F和動摩擦力f
電場力
①
(1分)
滑動摩擦力
② (1分)
設(shè)物塊沿x軸正方向運(yùn)動離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為s,此過程中由動能定理得
③ (2分)
由①②③得 (2分)
(2)由于,當(dāng)物塊運(yùn)動到沿x軸正方向運(yùn)動離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離時又返回向x軸負(fù)方向運(yùn)動,設(shè)最終停止時在距O點(diǎn)左側(cè)
處 (2分)
在物塊向x軸負(fù)方向運(yùn)動的過程中,由動能定理得:
(2分)
(2分)
本題考查的是對電場力做功與動能定理的應(yīng)用問題,物塊運(yùn)動過程中水平方向受電場力和滑動摩擦力的作用,利用動能定理即可求解;
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