题目内容
(15分)如图所示,在竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场。一绝缘U形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环MAP组成,固定在纸面所在的竖直平面内。PQ、MN水平且足够长,NMAP段是光滑的。现有一质量为m、带电量为+q的小环套在MN杆上,它所受电场力为重力的3/4(重力加速度为g)。现在M右侧D点由静止释放小环,小环刚好能到达P点。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250010515025696.jpg)
(1)求D、M间的距离X0;
(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小;
(3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与动摩擦力大小相等且大于电场力),现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放,球小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250010515025696.jpg)
(1)求D、M间的距离X0;
(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小;
(3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与动摩擦力大小相等且大于电场力),现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放,球小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
⑴
⑵
⑶![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051548677.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051517342.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051533393.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051548677.png)
试题分析:(1)(5分)从D点到P点,由动能定理得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051564464.png)
得
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051517342.png)
(2)(5分)从P到A点,由动能定理得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051595607.png)
在A点,由牛顿第二定律得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051611469.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051533393.png)
(3)(5分)从M点右侧4R处释放,到达P点:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051658332.png)
小球到达P点后向右运动位移x后速度为零,
根据动能定理有:qE 4R-mg2R-qE x-µmg.x=0-0
所以克服摩擦力所做的功为
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/20140825001051548677.png)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目