Question

在一个水平面上建立x轴，在过原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E＝6×10⁵ N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个电荷量q＝5×10^－8C、质量m＝0.010 kg的带负电绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1,沿x轴正方向给物块一个初速度v₀＝2 m/s，如图所示，求：（g取10 m/s²）

（1）物块最终停止时的位置；

（2）物块在电场中运动过程的机械能增量．

Answer

（1）O左侧处；（2）；

【解析】

试题分析：（1）第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零．

物体受到的摩擦力为：

物体受到的电场力为

由牛顿第二定律得

由运动学公式得

联立代入数据解得：

第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止。

由动能定理得： ，解得，所以物块停止在原点O左侧处。

（2）物块在电场中运动过程中，滑动摩擦力做功使物体的机械能转化为内能，所以机械能增量就等于滑动摩擦力做的功，。

考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、牛顿第二定律、动能定理

【名师点睛】解题关键分析小球的受力和运动情况，利用牛顿运动定律和动能定理灵活求解；特别利用功能关系求机械能增量时，等于滑动摩擦力做的功，一定注意是电场力中机械能的增量。