题目内容
【题目】如图所示,BC是位于竖直平面内,半径
的圆弧形光滑绝缘轨道,圆心角
,其下端点C与足够长的水平绝缘轨道平滑连接,在C点右侧存在水平向左的匀强电场,电场强度
。今有一质量为
、带电荷量
的小物块(可视为质点)从A点以
的初速度水平抛出,在B点沿切线进入圆弧轨道。若已知物块与水平轨道间的动摩擦因数
,物块在运动过程中电量不变,取
,
。求:
![]()
(1)A、B两点之间的高度差h;
(2)带电小物块第一次过C点时对轨道的压力大小;
(3)通过计算判断小物块能否从B点离开轨道;若不能,求出整个运动过程中小物块在水平轨道上通过的总路程S。
【答案】(1)0.2m;(2)6.1N;(3) 1.0m
【解析】
(1)从A到B做平抛运动,则有:![]()
解得:![]()
根据动能定理可得:![]()
解得A、B两点之间的高度差:![]()
(2)从B到C根据动能定理可得:![]()
在C点则有:![]()
解得:
,![]()
根据牛顿第三定律可得带电小物块第一次过C点时对轨道的压力大小:![]()
(3) 小物块向右运动,根据动能定理可得:![]()
小物块向左运动,设回到B点速度为
,根据动能定理可得:![]()
无解,所以不能从B点离开轨道,最终停在C点;
根据动能定理可得:![]()
整个运动过程中小物块在水平轨道上通过的总路程:![]()
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