一个质量为m、带有电荷-q的小物体距O点为x0,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正方向,如图所示,小物体以初速度vo沿Ox轴正方向运动,

题目

一个质量为m、带有电荷-q的小物体距O点为x0,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正方向,如图所示,小物体以初速度vo沿Ox轴正方向运动,运动时受到大小不变的摩擦力f的作用,
（1）若f＜q,E设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电荷量保持不变,求它停止运动前所通过的路程S?
（2）若f≥qE,试讨论小物体在停止运动前所通过的总路程S的各种可能值.

答案

首先第一问中,物体减速至零.说明物体不会到达墙,
因为一旦到墙,有Eq＞f,物体会一直加速,这与物体速度为0矛盾!
设物体运动了x.
有EK=0.5mv²=（Eq+f）s.
第二问,Eq≤f.
假设物体在墙之前停下,那么有EK=0.5mv²=（Eq+f）s
若物体撞墙弹回,设最终距离出发点x,
当速度不是足够大设x＜x0.有s=2x0-x
Ek=μmgs+Eqx,解出s.
若速度足够大,x≥x0.有s=2x0+x
Ek=μmgs-Eqx.
这就是S三种情况.