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如图所示,在一个绝缘水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的虚线右侧有一个匀强电...

如图所示,在一个绝缘水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的虚线右侧有一个匀强电场,场强大小E=6.0×l05 N/C,方向与x轴正方向相同.在O点放一个电荷量q=-5.0xl0-8C、质量m=1.0×10 -2kg的带电物块.沿x轴正方向给物块一个初速度vo=2.0m/s使物块向右运动,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,g取10m/s2.求:
(1)物块向右运动的最大距离.
(2)物块最终停止的位置.

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对物块进行受力分析和运动过程分析:物块先向右做匀减速运动到速度为0,物块再向左做匀加速运动,离开电场后在做匀减速运动直到停止. 运用牛顿第二定律和运动学公式求出物块向右匀减速运动到速度为0的位移. 运用动能定理对向右做匀减速运动到速度为0的位置到物块最终停止的位置这一过程研究,求出物块最终停止的位置. 【解析】 (1)对物块受力分析:开始时物块在水平方向受水平向左的摩擦力和电场力. 物块先向右做匀减速运动到速度为0. f=μmg=2.0×10 -2N,F=qE=3.0×10 -2N. a===5m/s2 根据匀变速直线运动的规律得: 向右匀减速运动到速度为0的位移 x1==0.4 m (2)当物块速度减到0时,由于物块仍然受水平向左的电场力,而且电场力大于物块与水平面之间的最大静摩擦力, 所以物块要向左做匀加速运动,离开电场后在做匀减速运动直到停止. 设物块最终停在O点左侧x2m位置, 运用动能定理对向右做匀减速运动到速度为0的位置到物块最终停止的位置这一过程研究得: Fx1-f(x1+x2)=0-0=0 得  x2=0.2 m 则物块停止在原点O左侧0.2m处. 答:(1)物块向右运动的最大距离为 0.4 m; (2)物块最终停止的位置在原点O左侧0.2m处.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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