Question

在一個水平面上建立x軸，在過原點O垂直于x軸的平面的右側空間有一個勻強電場，場強大小E＝6.0×10⁵ N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量        q＝－5.0×10^－8 C、質量m＝1.0×10^－2 kg的絕緣物塊，物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個初速度v₀＝2.0 m/s，如圖所示．求物塊最終停止的位置．(g取10 m/s²)

Answer 1

解析：物塊先在電場中向右減速，設運動的位移為x₁，

由動能定理得：－(qE＋μmg)x₁＝0－mv

所以x₁＝

代入數據得x₁＝0.4 m

可知，當物塊向右運動0.4 m時速度減為零，因物塊所受的電場力F＝qE＝0.03 N＞F_f＝μmg＝0.02 N，所以物塊將沿x軸負方向加速，跨過O點之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點左側某處，設該點距O點距離為x₂，則對全過程由動能定理得

－μmg(2x₁＋x₂)＝0－mv.

解得：x₂＝0.2 m.