题目内容
【题目】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＝0.4m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104 N/C。现有一电荷量q＝1.0×10—4 C，质量m＝0.1kg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υB＝5 m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g＝10 m/s2。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。
【答案】（1）6N；（2）2m；（3）
【解析】
试题（1）设带电体通过C点时的速度为
，根据牛顿第二定律
（1分）
设带电体通过B点时的速度为
，设轨道对带电体的支持力大小为
，带电体地B点时。
根据牛顿第二定律
（1分）
带电体从B运动到C过程中，根据动能定理：
（2分）
联立解得
=6N （1分）
（2）设PB间的距离为S ,则：
（2分）
解得：s=2m （1分）
（3）设带电体从最高点C落至水平轨道上的d点经历时间为t，根据运动的分解有：
竖直方向：
（1分）
水平方向：
（2分）
联立得
（1分）
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