Question

如圖所示，物塊A的質(zhì)量為10克，帶10-8庫(kù)的正電荷，A與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，B為豎直擋板，A與擋板相距1米．現(xiàn)A以4米/秒的速度向B運(yùn)動(dòng)，在A運(yùn)動(dòng)的空間里存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=3×10⁶牛/庫(kù)．設(shè)A與B相碰無(wú)機(jī)械能損失，A在運(yùn)動(dòng)中電量不變．求物塊A從圖示位置開始，到最后停止的過(guò)程中，距B板最大距離及通過(guò)的總路程．

Answer 1

分析：帶電物體在電場(chǎng)力大于摩擦力的情況作用下，使其向B板加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)與B板碰撞后，物體向A板減速運(yùn)動(dòng)，而后再向B板加速，然后再減速．這樣不斷重復(fù)，最終停在B板．過(guò)程中，由動(dòng)能定理可求出距B板最大距離及通過(guò)的總路程．

解答：解：（1）距離B距離越大，代表電勢(shì)能越大，因此令動(dòng)能為0，即第一次碰撞后反彈，直到靜止，動(dòng)能定理：
-F（X-L）-f（X+L）=0-

1

2

mv

2 0

，所以X=2.5 m
（2）電場(chǎng)力：F=qE=10^-8×3×10⁶=0.03 N
        滑動(dòng)摩擦：f=umg=0.1×0.01×10=0.01 N
整個(gè)過(guò)程摩擦力損失能量，電場(chǎng)力不損失能量，A最終靜止在B點(diǎn)，因此，動(dòng)能定理：
FL-fs=0-

1

2

mv

2 0

，且L=1m   所以s=11 m
  （L為A到B的初始距離1m，X為A到B的最大距離，s為A整個(gè)過(guò)程滑行路程）
答案：2.5m     11m

點(diǎn)評(píng)：電場(chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，而摩擦力做功卻與運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)．同時(shí)用動(dòng)能定理求解時(shí)，要注意初末位置的動(dòng)能，及過(guò)程中的做功的正負(fù)．