题目内容
(10分)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.
S=2R
解析:
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)
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