一个质量为m、带有电荷－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9—3—22所示,小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运

题目

一个质量为m、带有电荷－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9—3—22所示,小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用；且Ff＜qE.设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程s．

答案

不用看图,物体m有个初始动能1/2*mv0^2,整个过程中只有
1摩擦力Ff做负功,
2电场力做功时正时负,暂不确定,带运动分析
现在分析运动状况,
首先在X0加速往墙上运动,受力qE-Ff=ma方向指向墙,加速运动
然后碰撞不损失能量,受力为qE+Ff=ma方向指向墙,减速运动远离墙,v减小为0后,掉头；
继续加速,受力qE-Ff=ma方向指向墙,加速运动,
然后再碰撞,还是不损失能量,受力为qE+Ff=ma方向指向墙,减速运动远离墙,v减小为0后,再次掉头；
反复如此,能量在损失,若干次后,会停在墙面
好了,电场力做功出来了qEX0
Ff*S-qEX0=1/2mV0^2
这里就S是未知的,可以求出来.