如圖所示,BC是半徑為R=1m的圓弧形光滑且絕緣的軌道,位於豎直平面內,其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道...
- 習題庫
- 關注:1.21W次
問題詳情:
如圖所示,BC是半徑為R=1m的圓弧形光滑且絕緣的軌道,位於豎直平面內,其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中,電場強度為E=2.0×10﹣4N/C,今有一質量為m=1kg、帶正電q=1.0×10﹣4C的小滑塊,(體積很小可視為質點),從C點由靜止釋放,滑到水平軌道上的A點時速度減為零.若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數為μ=0.2,求:
(1)滑塊通過B點時的速度大小;
(2)滑塊通過B點時圓軌道B點受到的壓力大小:
(3)水平軌道上A、B兩點之間的距離.
【回答】
解:(1)小滑塊從C到B的過程中,只有重力和電場力對它做功,
設滑塊通過B點時的速度為vB,根據動能定理有:
mgR﹣qER=m
解得:vB===4m/s
(2)設滑塊在B點對B點壓力為F,軌道對滑塊支持力為F′,由牛頓第三定律得,兩力大小滿足:
F′=F②
對滑塊由牛頓第二定律得:
F′﹣mg=③
由①②③得,F=3mg﹣2Eq=3×1×10﹣2.0×10﹣4×1.0×10﹣4=26N ④
(3)小滑塊在AB軌道上運動時,所受摩擦力為f=μmg
小滑塊從C經B到A的整個過程中,重力做正功,電場力和摩擦力做負功.設小滑塊在水平軌道上運動的距離(即A、B兩點間的距離)為L,則根椐動能定理有:
mgR﹣qE(R+L)﹣μmgL=0
解得L===2m
答:(1)滑塊通過B點時的速度大小為4m/s
(2)滑塊在B點對B點壓力為26N
(3)水平軌道上A、B兩點之間的距離L=2m
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:綜合題
- 文章版權屬於文章作者所有,轉載請註明 https://zhongwengu.com/zh-mo/exercises/ml54lz.html