题目内容


如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ= 370,半径r=2.5m,CD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×l0-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变,取g=10m/s2.sin370=0.6,cos370=0.8。求:

 (1) .弹簧枪对小物体所做的功;

 (2) .在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求CP的长度。


解(1)设弹簧枪对小物体做功为Wf,由动能定理得

Wf-mgr(l-cosθ)=mv02             ……2分

代人数据得Wf=0.475J      ……2分

 (2)取沿平直斜轨向上为正方向。设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1,

由牛顿第二定律得-mgsinθ-μ(mgcosθ+qE)=ma1                            ……1分

小物体向上做匀减速运动,经t1=0.1s后,速度达到v1,有v1=v0+a1t1   ……1分

由③可知v1=2.1m/s,

设运动的位移为s1,有sl-v0t1+a1t12                 ……1分

电场力反向后,设小物体的加速度为a2,由牛顿第二定律得

-mgsinθ-μ(mgcosθ-qE)=ma2  ……1分

设小物体以此加速度运动到速度为0,运动的时间为t2,位移为s2,有

0=v1+a2t2            ……1分

s2=v1t2+a2t22   ……1分

设CP的长度为s,有  s=s1+s2     ……1分

联立相关方程,代人数据解得    s=0.57m     ……1分


练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网