Question

在一個水平面上建立x軸，在過原點O右側空間有一個勻強電場，電場強度大小E＝6×10⁵ N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個電荷量q＝5×10^－8C、質量m＝0.010 kg的帶負電絕緣物塊．物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個初速度v₀＝2 m/s，如圖所示，求：

(1)物塊最終停止時的位置；(g取10 m/s²)
(2)物塊在電場中運動過程的機械能增量．

Answer 1

(1)原點O左側0.2 m處；　(2)－0.016 J

試題分析：（1）第一階段，物塊向右做勻減速直線運動到速度為零，物體受到的摩擦力為：
物體受到的電場力為：
根據牛頓第二定律有：
由運動學公式得物體向右運動的距離為：
代入數據解得：
第二階段，物塊向左做勻加速運動，離開電場后再做勻減速運動直到停止，由動能定理得：

解得：，即物塊停止在原點O左側0.2m處。
（2）從進入電場到出電場由動能定理得物塊的動能增量為：

因重力勢能無變化，故動能增量即機械能增量。