Question

如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×10 4N/C。现有一电荷量q＝+1.0×10 －4C，质量m＝0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度v B＝5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.50，重力加速度g=10m/s 2。

求：（1）带电体运动到圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力的大小；

（2）带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离；

（3）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。

 

Answer 1

（1）7.25N；（2）2.5m；(3)1.2m

【解析】

试题分析：（1）在B点，根据牛顿第二定律：；解得FB=7.25N；

（2）由P点到B点由动能定理：，代入数据解得：x=2.5m

（3）由B点到C点，由动能定理：mg2R=

从C点飞出时，水平方向做匀减速运动：；

竖直方向：

联立解得x=1.2m

考点：动能定理及牛顿定律的应用.