Question

【題目】如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R＝0.4m。軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E＝1.0×104 N/C。現(xiàn)有一電荷量q＝1.0×10—4 C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點),在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體運動到圓形軌道最低點B時的速度υB＝5 m/s。已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g＝10 m/s2。求:

(1)帶電體運動到圓形軌道的最低點B時，圓形軌道對帶電體支持力的大小;

(2)帶電體在水平軌道上的釋放點P到B點的距離;

(3)帶電體第一次經(jīng)過C點后，落在水平軌道上的位置到B點的距離。

Answer 1

【答案】（1）6N；（2）2m；（3）

【解析】

試題（1）設(shè)帶電體通過C點時的速度為，根據(jù)牛頓第二定律

（1分）

設(shè)帶電體通過B點時的速度為，設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為，帶電體地B點時。

根據(jù)牛頓第二定律（1分）

帶電體從B運動到C過程中，根據(jù)動能定理：（2分）

聯(lián)立解得=6N （1分）

（2）設(shè)PB間的距離為S ,則：（2分）

解得：s=2m （1分）

（3）設(shè)帶電體從最高點C落至水平軌道上的d點經(jīng)歷時間為t，根據(jù)運動的分解有：

豎直方向：（1分）

水平方向：（2分）

聯(lián)立得（1分）