题目内容
如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与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水平向左运动，沿半圆形轨道运动恰好通过最高点C，场强大小为E（E<mg/q）．
（1）试计算物块在从A到C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过程的水平距离与场强大小E无关，且为一常量．
【答案】
解析：（1）物块恰能通过最高点C时，圆弧轨道与物块之间没有力作用，物块受到重力和电场力提供向心力，则 
（2分）
物块在由A运动到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功为W，根据动能定理有：
（2分）
解得 
（2分）
（2）物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为S，则：
水平方向有：
(1分)
竖直方向有：
（1分） 解得 S=2R
因此物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强E大小无关，大小为2R. （2分）
练习册系列答案
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