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如圖所示,在E=103 V/m的水平向左勻強電場中
題目

如圖所示,在E=103 V/m的水平向左勻強電場中,有一光滑半圓形絕緣軌道CPN豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道MN平滑連接,半圓軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑R=40 cm,一帶正電荷q=3×10-4 C的小滑塊質量為m=40 g,與水平軌道間的動摩擦因數μ=05,小滑塊運動過程中所帶電荷量保持不變,取g=10 m/s2。滑塊在水平軌道上某點由靜止釋放后,恰好能運動到圓軌道的最高點C,問:

1小滑塊是在水平軌道上離N點多遠處釋放的?

2小滑塊經過C點后落地,落地點離N點的距離多大?

3小球在半圓軌道上運動時,對軌道的最大壓力有多大?

可圈可點用戶
2021-07-20 13:01
優質解答

答案

14 m

202 m

327N

解析

1設滑塊與N點的距離為L,由動能定理可得qEL-μmgL-mg·2R=mv2-0

小滑塊在C點時,重力提供向心力,所以

代入數據解得v=2 m/s,L=4 m

2在豎直方向上做自由落體運動,由2R=gt2可得

在水平方向上做勻減速運動,由qE=ma得a=75 m/s2

水平的位移為x=vt-at2,得x=02 m

3重力與電場力的合力F=05N,F方向與CN的夾角為37°,

當滑塊運動到∠NOA= 37°時速度最大對軌道壓力最大。

由A到C過程列動能定理:-qERsin37°-mgR+Rcos37°=

滑塊在A點時,三個力的合力提供向心力,

解得:FN=27N,軌道壓力FN′=FN=27N

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可圈可點用戶
2021-07-20 18:01
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