一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在绝缘水平轨道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,小物体从距离墙角

◎ 题目

一个质量为m带有电荷为-q的小物体,可在绝缘水平轨道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,小物体从距离墙角X0处以速度v0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,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求:它停止运动前所通过的总路程S.
魔方格

◎ 答案

(1)当qE>f时,最终物体停在墙角处qE?x0-f?s=0-
1
2
m
v20

s=
1
2
m
v20
-qEx0
f

   (2)讨论:qE<f
①在碰撞前停下,即f>qE+
m
v20
2x0
qE?s-f?s=0-
1
2
m
v20

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

qE(2x0-s)-fs=0-
1
2
m
v20

s=
2qEx0+
1
2
m
v20
qE+f

答:它停止运动前所通过的总路程S可能为:
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1
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