Question

【题目】如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中．一质量为m、带电量为-q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向右运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C

(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．

(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，且为一常量．

Answer 1

【答案】(1)(2)x=2R

【解析】

(1)物块恰好通过最高点C，则：

物块从A点到C点过程，应用动能定理可得：

联立解得：

(2)物块离开轨道落回水平面，竖直方向有：

、

物块离开轨道落回水平面，水平距离

联立解得：

所以物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，且为一常量．