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如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50 m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.20 kg,电荷量q=8.0×10-4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知sAB=1.0 m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(g=10 m/s2)
 
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度;
(2)带电体最终停在何处.

◎ 答案

(1) 10 m/s     (2)与C点的竖直距离为m处

◎ 解析


试题分析:(1)设带电体到达C点时的速度为v,
从A到C由动能定理得:qE(sAB+R)-μmg sAB-mgR=mv2  (3分)
解得v=10 m/s(1分)
(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h,从C到D由动能定理得:
-mgh-μqEh=0-mv2(3分)
解得h=m(1分)
在最高点,带电体受到的最大静摩擦力Ffmax=μqE=4 N,
重力G=mg=2 N
因为G<Ffmax
所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为m处.(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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