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，场强大小，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电量．质量的带负电绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数，沿x轴正方向给物块一个初速度，如图所示，

求（1）物块最终停止时的位置（g取10）

（2）物块在电场中运动过程的机械能增量．

Answer

（1）物块停止在原点O左侧0.2m处． （2）0.016J

【解析】

物体向右匀减速运动，用动能定理求出物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离；由于电场力大于摩擦力，当物块运动到沿x轴正方向离O点的最远距离时又返回向x轴负方向运动，对返回的过程运用动能定理，求出物块最终停止时的位置；物块在电场中运动过程中电场力做功为零，物块机械能的增量等于摩擦力所做的功．

（1）第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为0，由动能定理得

解得

第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后在做匀减速运动直到停止．

由动能定理得：

解得

则物块停止在原点O左侧0.2m处．.

（2）物块在电场中运动过程的机械能增量数值上等于摩擦力所做功．