如图所示，空间有一场强为E、水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为+q的滑块（可视为质点）在粗糙绝缘水平面上由静止释放，在电场力的作用下向左做匀加速直线运动，运动位移为L

Question

如图所示，空间有一场强为E、水平向左的匀强电场，一质量为m、电荷量为+q的滑块（可视为质点）在粗糙绝缘水平面上由静止释放，在电场力的作用下向左做匀加速直线运动，运动位移为L时撤去电场．设滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ．

（1）画出撤去电场前滑块运动过程中的受力示意图，并求出该过程中加速度a的大小；
（2）求滑块位移为L时速度v的大小；
（3）求撤去电场后滑块滑行的距离x．

Answer 1

（1）滑块沿轨道向左运动过程中滑块受到重力、电场力、地面的支持力和滑动摩擦力，受力如图所示．
根据牛顿运动定律：
mg-N=0
qE-f=ma
又因为：f=μN
所以：a=(qE)/(m)−μg
（2）物块向左做匀加速直线运动，根据运动学公式：v²=2aL
所以：v=√(2((qE)/(m)−μg)L)
（3）滑块在导轨运动的整个过程中，根据动能定理有：
  qEL-μmg（L+x）=0-0
解得：x=（(qE)/(μmg)-1）L
答：（1）画出撤去电场前滑块运动过程中的受力示意图如图所示，该过程中加速度a的大小为(qE)/(m)−μg；
（2）滑块位移为L时速度v的大小是√(2((qE)/(m)−μg)L)
（3）撤去电场后滑块滑行的距离x为（(qE)/(μmg)-1）L．