一个质量为m、带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体以速度υ0从图

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电势能/2022-11-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一个质量为m、带有电荷为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体以速度υ0从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求
(1)它停止前所通过的总路程S.
(2)假如f与qE之间的大小没有f<qE的约束条件,将如何求解?
魔方格

◎ 答案


(1)由于f<qE,且电场力水平向左,所以最后只能停在O端
qEX0-fs=0-
1
2
mV02              
得:s=
qEx0+
1
2
m
v20
f
              
(3)讨论:
①在碰撞前停下,即f>qE+
m
v20
2x0
时,s=
m
v20
2(f-qE)

②在墙壁处停下,即f=qE+
m
v20
2x0
时,s=x0
③在与墙壁碰撞后向右停下,即qE+
m
v20
2x0
>f>qE
时,qE(2x0-s)-fs=0-
1
2
m
v20
,即s=
2qEx0+
1
2
m
v20
qE+f

答:(1)它停止前所通过的总路程S为
qEx0+
1
2
m
v20
f

(2)假如f与qE之间的大小没有f<qE的约束条件,当f>qE+
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