Question

如圖，水平面上O點右側空間有一勻強電場，場強大小E=6×10⁶N/C，方向水平向右，在O處放一個質量為m=0.1kg、帶電量q=-5×10^-8C的絕緣物塊，它與水平面之間的動摩擦因數μ=0.2．現給物塊一個水平向右的初速度v₀=2m/s，（已知物塊與水平面間的最大靜摩擦力等于其滑動摩擦力，g取10m/s²）求：
（1）物塊第一次速度為零時，該點與O點電勢差的大��；
（2）物塊最終停止時，該點與O點的水平距離．

Answer 1

分析：物塊先向右做勻減速直線運動到零，然后返回做勻加速直線運動，離開電場后再做勻減速運動直到停止．由動能定理求出物塊最終靜止時距O點的距離

解答：解：（1）設物塊向右水平運動，在A點第一次速度為零時，距O點距離為x₁
由題中數據得：F_電=Eq=0.3N； F_f=μmg=0.2N
由動能定理：（F_電+F_f）x₁=

1

2

mv2，得x₁=0.4m 
該點與O點電勢差的大小
U=Ex₁
=6×10⁶×0.4=2.4×10⁶V
（2）在A點，由于F_電＞F_f，物塊會反向運動，最終在O點左側
無電場場區域靜止，設該點為B點，與O點距離為x₂
由動能定理：：F_電x₁-F_f（x₁+x₂）=0    
得 x₂=0.2m      
答：（1）物塊第一次速度為零時，該點與O點電勢差的大小2.4×10⁶V；
（2）物塊最終停止時，該點與O點的水平距離0.2m處．

點評：本題首先要理清物塊的運動過程，運用動能定理即可正確解題．