Question

【题目】如图所示，AB为水平绝缘粗糙轨道，动摩擦因数为μ=0.2，AB距离为5m；BC为半径r=lm的竖直光滑绝缘半圆轨道；BC的右侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度E=500N/C．一质量m=lkg，电量q=1.0×10-2C的带负电小球，在功率P恒为20W的水平向右拉力作用下由静止开始运动，到B点时撤去拉力．已知到达B点之前已经做匀速运动（g=10 m/s2），求：

（1）小球匀速运动的速度大小；

（2）小球从A运动到B所用的时间；

（3）请计算分析小球是否可以到达C点，若可以，求轨道对小球的弹力．

Answer 1

【答案】（1）（2）3s（3）

【解析】

分析平衡条件求解速度；应用动能定理和向心力方程求解各物理量。

（1）因为小球做匀速直线运动，所以

解得：

（2）A到B过程中，由动能定理：

解得：

（3）小球从B点到C点，由动能定理得：

解得：

若小球恰好过C点，则：

解得：

则在C点，根据牛顿第二定律：

解得轨道对小球的弹力：