Question

【題目】如圖所示，質量、帶電量的小物塊（可看作質點）沿粗糙絕緣的水平面向右做直線運動，以的速度經過邊界進入一水平勻強電場區域。若以小物塊經過時作為計時起點，經過小物塊向右運動了；若時刻勻強電場消失，則小物塊最后停在右方處。已知小物塊與水平地面間的動察擦因數，重力加速度取，求：

（1）電場強度的方向和大��；

（2）電場消失的時刻。

Answer 1

【答案】(1) 方向向左 (2)2s

【解析】

(1)設電場強度的方向向左，小物塊受到的電場力的大小為，小物塊進入電場后的加速度大小為，則有

小物塊經過的位移為，有

聯立以上兩式可得

，

加速度和電場力均為正值，說明電場強度的方向向左。

電場強度大小

(2)設小物塊向右運動的過程中電場沒有消失，經過時間速度減為零，通過的位移為，則有

因為，說明小物塊向右運動的過程中電場沒有消失。

從t時刻到時刻電場未消失的時間內，小物塊在電場力和水平向右的摩擦力作用下，向左做勻加速運動。設其加速度大小為，位移大小為，則

時刻小物塊的速度

電場消失后，小物塊僅在摩擦力的作用下做勻減速運動直到靜止，設其加速度大小為，位移大小為，有

依題意有

聯立并代入數據解得

。