Question

如圖，水平面上O點(diǎn)右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=6×10⁶N/C，方向水平向右，在O處放一個(gè)質(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．現(xiàn)給物塊一個(gè)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(dòng)摩擦力，g取10m/s²）求：
（1）物塊第一次速度為零時(shí)，該點(diǎn)與O點(diǎn)電勢(shì)差的大�。�
（2）物塊最終停止時(shí)，該點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離．

Answer 1

分析：物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到零，然后返回做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)電場(chǎng)后再做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止．由動(dòng)能定理求出物塊最終靜止時(shí)距O點(diǎn)的距離

解答：解：（1）設(shè)物塊向右水平運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)第一次速度為零時(shí)，距O點(diǎn)距離為x₁
由題中數(shù)據(jù)得：F_電=Eq=0.3N； F_f=μmg=0.2N
由動(dòng)能定理：（F_電+F_f）x₁=

1

2

mv2，得x₁=0.4m 
該點(diǎn)與O點(diǎn)電勢(shì)差的大小
U=Ex₁
=6×10⁶×0.4=2.4×10⁶V
（2）在A點(diǎn)，由于F_電＞F_f，物塊會(huì)反向運(yùn)動(dòng)，最終在O點(diǎn)左側(cè)
無(wú)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域靜止，設(shè)該點(diǎn)為B點(diǎn)，與O點(diǎn)距離為x₂
由動(dòng)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(shí)，該點(diǎn)與O點(diǎn)電勢(shì)差的大小2.4×10⁶V；
（2）物塊最終停止時(shí)，該點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離0.2m處．

點(diǎn)評(píng)：本題首先要理清物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理即可正確解題．