题目

题型：松江区模拟难度：来源：

在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=6×10⁵ N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个质量m=10g带负电荷的绝缘小物块，其带电量q=5×10^-8 C．小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v₀=2m/s，如图所示．试求：
（1）小物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离；
（2）小物块最终停止时的位置．

答案

（1）当物块沿x轴正方向运动时，受到沿x轴负方向的电场力F和动摩擦力f．电场力大小为F=Eq，滑动摩擦力大小为f=μF_N=μmg．
设物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离为s，此过程中由动能定理得
    -(F+f)s=-

1

2

mv02
联立解得  s=

mv02

2(qE+μmg)

=0.4m
（2）由于F＞f，当物块运动到沿x轴正方向运动离O点的最远距离时，又返回向x轴负方向运动，设最终停止时在侧s"处．        
在物块向x轴负方向运动的过程中，由动能定理得：
   （F-f）s-fs"=0  
解得  s′=

F-f

f

s=0.2m
答：（1）小物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离为0.4m；
（2）小物块最终停止时的位置在O点左侧0.2m处．