Question

19．如圖所示，足夠長的絕緣水平面上在相距L=1.6m的空間內(nèi)存在水平向左的勻強電場E，質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=+1×10^-7 C的滑塊（視為質(zhì)點）以v₀=4m/s的初速度沿水平面向右進入電場區(qū)域，E=5×10⁶N/C，滑塊與水平面間的動摩擦因μ=0.4，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等．（g取10m/s²）求：滑塊在水平面上滑行的總距離．

Answer 1

分析 分析滑塊的受力情況，由動能定理求出滑塊向右滑動的最大距離．再根據(jù)動能定理列式求出滑塊向左運動的距離，從而求得總距離．

解答 解：滑塊在電場中所受的電場力大小為：
   F=qE=5×10⁶×1×l0^-7N=0.5N
滑動摩擦力為：f=μmg=0.4×0.1×10N=0.4N
滑塊向右滑動停下的距離為s₁，由動能定理得：
-Fs₁-fs₁=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得：s₁=0.89m＜L
由于F＞f，所以滑塊會折返向左運動，最終滑出電場區(qū)域．設(shè)滑塊在水平面上滑行的總距離為s，對兩個過程，由動能定理得：
-fs=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得：s=2m
答：滑塊在水平面上滑行的總距離是2m．

點評 本題的關(guān)鍵要正確分析滑塊的運動情況，判斷滑塊能不能出電場，要知道滑塊摩擦力做功與總路程有關(guān)．