Question

如图所示，在绝缘水平面上，有相距为L的A、B两点，分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷．O为AB连线的中点，a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=L/4．一质量为m、电荷量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E_k0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为2E_k0，第一次到达b点时的动能恰好为零，小滑块最终停在O点，已知静电力常量为k．求：
（1）小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小．
（2）小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向．
（3）小滑块运动的总路程s_总．

Answer

（1）ab两点电势相等，故电场力不做功，只有摩擦力做功，则由动能定理可求得摩擦力的大小；
（2）滑块在b点时，受A、B的库仑力及摩擦力，由牛顿第二定律可求得加速度；
（3）由题意可知物体应停在O点，由动能定理可求得从a到o点时电场力所做的功，则对全程由动能定理可求得滑块滑动的总路程．
【解析】

（1）a点与b点等势，小滑块第一次由a到b，由动能定理有
求得：
小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小；
（2）小滑块刚要到b时，受库仑力   

在b点，由牛顿第二定律有：FB+Ff-FA=ma，解得：
b点时的加速度为；
（3）由a第一次到o时静电力做功为W，有：
由a开始到最后停在O点，有：W-Ffs总=0-Ek0
由以上二式得：
小滑块运动的总距离为．