問題詳情:
如圖所示,勻強電場E=1×104 V/m,方向水平向右,ABCD為豎直放置在電場中的絕緣導軌,半圓形軌道BCD光滑,半徑R=0.1m,B為圓軌道最低點,水平軌道與其相切於B點,水平軌道粗糙,AB=2R.一質量m=0.1kg、帶正點電荷量q=1×10−4C的小滑塊在A點有一個水平向右的初速度v0=2m/s.已知水平軌道與小滑塊之間的動摩擦因數μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小滑塊到達C點時速度大小;
(2)小滑塊到達C點時對軌道壓力大小;
(3)通過計算説明小滑塊能否到達最高點D點.
【回答】
(1)(2)7N(3)能通過,速度為
【詳解】
(1)小球由A點到C點的過程.由動能定理,有:
代入數據解得:vc=m/s
(2)對小球在C點的受力情況,由牛頓第二定律得:
解得:FN = 7N
由牛頓第三定律知,小球在C點對軌道的壓力大小為7 N.
(3)小球能通過D點的最小速度為v,則有:
解得:v=1m/s
如果小滑塊能到達D點,從C點到D點根據動能定理有:
解得,由於,所以能通過最高點D.
答:(1)小滑塊到達C點時速度大小m/s;
(2)小滑塊到達C點時對軌道壓力大小FN = 7N;
(3)小滑塊能到達最高點D點,速度為.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題