题目内容

( 12分)如图所示,AB为水平轨道,A、B间距离s=1m,BCD是半径为R=0.2m的竖直半圆形轨道,B为两轨道的连接点,D为轨道的最高点,整个轨道处于竖直向下的匀强电场中,场强大小为E=。一带正电的小物块质量为m=0.5kg,它与水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1。小物块在F=10N的水平恒力作用下从A点由静止开始运动,到达B点时撤去力F,小物块刚好能到达D点,试求:(g=10m/s2)

(1)撤去F时小物块的速度大小;
(2)在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功。
(1)v=6m/s                                         
(2)4J                                            
(1)物体从A运动到B,根据动能定理可得:
                                       (3分)       
求得:v=6m/s                                                    (1分)
(2)物体恰好能到达D点,此时轨道的压力为零,则:
           1                              (3分)
物体从B点运动到D点,根据动能定理可得:
       2                    (3分)
联立1、2可得:Wf = 4J                                             (2分)
本题考查动能定理和圆周运动规律的应用,由A到B应用动能定理求得在B点速度大小,物体恰好通过D点,说明只有重力和电场力的合力提供向心力,由此求得D点速度大小,物体有B点到D点,根据动能定理可求得阻力做功大小,主要是通过受力分析确定过程中各力做功的正负,初末状态动能大小
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