Question

18．如圖所示，質(zhì)量為0.2Kg的物體帶電量為+4×10^-4C，從半徑為0.3m的光滑的$\frac{1}{4}$圓弧的絕緣滑軌上端靜止下滑到底端，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)．物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=10³N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，求下列兩種情況下物體在水平面上滑行的最大距離：
（1）E水平向左；
（2）E豎直向下．

Answer 1

分析 （1）由動(dòng)能定理列方程求解，此過(guò)程中，重力做正功、電場(chǎng)力和滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功．
（2）由動(dòng)能定理列方程求解，此過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力做正功、滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功

解答 解：（1）當(dāng)E水平向左時(shí)：
初速度和末速度都為0，由動(dòng)能定理得：外力做的總功為0
即mgR-F_fx-qE（R+x）=0
其中F_f=mgμ
所以x=$\frac{mgR-qER}{μmg+qE}$=0.4m
（2）當(dāng)E豎直向下時(shí)，由動(dòng)能定理，初速度和末速度都為0，所以外力做的總功為0
即mgR-F_fx+qER=0
其中F_f=（mg+qE）μ
所以x=$\frac{mgR+qER}{μmg+qE}$=0.75m
答：（1）E水平向左時(shí)位移為0.4m
（2）E水平向下時(shí)位移為0.75m

點(diǎn)評(píng) 動(dòng)能定理有廣泛的適用性對(duì)于多過(guò)程運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，在不牽扯加速度和時(shí)間的前提下優(yōu)先考慮動(dòng)能定理