Question

在一個水平面上建立x軸，在過原點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=6×10⁵N/C，方向與x軸正方向相同，在原點O處放一個質(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摩擦因數(shù)μ=0.2，給物塊一個沿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)動離O點的最遠(yuǎn)距離；
（2）物體運(yùn)動的總時間為多長？

Answer 1

（1）物塊進(jìn)入電場向右運(yùn)動的過程，根據(jù)動能定理得：-(qE+μmg)s1=0-

1

2

mv02
得 s1=

mv02

2(qE+μmg)

代入數(shù)據(jù)，得：s₁=0.4m
（2）物塊先向右作勻減速直線運(yùn)動，
根據(jù)：s1=

v0+vt

2

?t1=

v0

2

t1得：t₁=0.4s
接著物塊向左作勻加速直線運(yùn)動：a2=

qE-μmg

m

=1m/s2
根據(jù)：s₁=

1

2

a2

t

22

代入解得 t₂=2

0.2

s                     
物塊離開電場后，向左作勻減速運(yùn)動：a3=-

μmg

m

=-μg=-2m/s2
根據(jù)：a₃t₃=a₂t₂
得：t3=

a2

a3

t2=

0.2

s
物塊運(yùn)動的總時間為：t=t₁+t₂+t₃=1.74s
答：（1）物塊沿x軸正方向運(yùn)動離O點的最遠(yuǎn)距離是0.4m；
（2）物體運(yùn)動的總時間為1.74s．