Question

【題目】在一個(gè)水平面上建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=6×105N/C，方向與x軸正方向相同，在原點(diǎn)O處放一個(gè)質(zhì)量m=0.01kg帶負(fù)電荷的絕緣物塊，其帶電量q=-5×10-8C．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，給物塊一個(gè)沿x軸正方向的初速度v0=2m/s．如圖所示．試求：

（1）物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離；

（2）物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為多長(zhǎng);

Answer 1

【答案】（1）物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是0.4m；（2）物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為1.74s．

【解析】（1）帶負(fù)電的物塊以初速度v0沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)中，受到向左的電場(chǎng)力和滑動(dòng)摩擦力作用，做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為零時(shí)運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處，根據(jù)動(dòng)能定理得：

得：s=0.4m

（2）分三段進(jìn)行研究：

在電場(chǎng)中物塊向右勻減速運(yùn)動(dòng)，

根據(jù)：

得：

接著物塊向左作勻加速直線運(yùn)動(dòng)：
根據(jù)：
代入解得
物塊離開(kāi)電場(chǎng)后，向左作勻減速運(yùn)動(dòng)：
根據(jù)：
得：
物塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：

綜上所述本題答案是：（1）物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是0.4m；（2）物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為1.74s．