题目内容
如图所示,粗糙绝缘水平面上静放带正电小物块,小物块的比荷为k,与水平面间动摩擦因数为(1)定性画出小物块从开始运动到落回出发点的运动轨迹;
(2)求出物块刚进入场区时的速度;
(3)计算物块从开始运动到刚好进入场区所用的时间。
解:(1)物块进入场区间在摩擦力作用下做匀减速运动,设物块质量为
,带电量为q,根据题中条件
可得:
…………(1) 即带电物块进入场区后恰好可在竖直平面内做匀速圆周运动,离开场区后平抛。运动轨迹如图(图略) (2)设物块进入场区速度为
,做圆周运动的轨道半径为R,则
…………(2) 物块离开场区后做平抛运动,经时间
落地。根据题意,应满足
…………(3)
…………(4) 解(2)(3)(4)式可得:
(3)设物块开始运动时速度为
,加速度的大小为
,进入场区间所用时间为
,则:
…………(5)
…………(6)
…………(7) 解(5)(6)(7)可得:
或根据
…………(8) 得:
本题共20分,其中①②③④⑤⑥⑦或⑧每式2分,绘图2分,(2)(3)问计算结果各2分。其它方法正确可得分。
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