Question

一个质量为m，带有－q电荷的小物体，可在水平轨道OX轴上运动．轴的O端有一个与轨道相垂直的固定墙面．轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿OX轴正向，如图所示．小物体以初速度点沿OX轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用．且f＜qE；设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它停止运动前通过总路程S．

Answer 1

答案：
解析：

[解题过程] 依动能定理 ＝ΣW， 　　即(分别是电场力的功和摩擦力的功) 　　故　　　　　　 　　[思路点拨] 本题是1989年高考试题，它较好地考查了学生综合运用力学和电学知识分析问题解决问题的能力．本题最简洁的方法是取小物体为研究对象用动能定理求解．首先要明确小物块经多次与墙壁相撞之后，应最终停止在原点O处．在整个过程中涉及到电场力的功和摩擦力f的功．电场力做功的特点是只与始、末位置有关，与往复运动的路径无关；而摩擦力在整个过程中始终作负功，其所做功与全部所运动的路程S有直接关系．弄清这些基本特点，求解将很容易． 　　[小结] 本题还可以采用牛顿运动定律求解．但若采用该方法，必须按运动过程求出小物体每次与墙碰撞后离开O点的距离……才能最终求出小物体停止运动前的总路程S．而且小物体在离开墙壁和靠近墙壁过程的加速度也不相同()这无疑给求解带来困难．不少同学因归纳能力和应用数学能力达不到要求而败下阵来．与动能定理的解法进行比较，不难看出选择最佳解法的作用．