如图所示,A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道,AB段、CD段均为半径R=2.5m的半圆,BC、AD段水平,AD="BC"="8"m,B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场场

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示, A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道,AB段、CD段均为半径R=2.5m的半圆,BC、AD段水平,AD ="BC" =" 8" m,B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场场强E= 6 ×105 V/m;质量为m = 4×10-3 kg、带电量q = +1×10-8C的小环套在轨道上,小环与轨道AD段之间存在摩擦且动摩擦因数处处相同,小环与轨道其余部分的摩擦忽略不计,现使小环在D点获得某一初速度沿轨道向左运动,若小环在轨道上可以无限循环运动,且小环每次到达圆弧上的A点时,对圆轨道刚好均无压力.求:

(1)小环通过A点时的速度多大;
(2)小环与AD段间的动摩擦因数μ;
(3)小环运动到D点时的速度多大.

◎ 答案

(1)5m/s(2)0.15 (3)7 m/s

◎ 解析


试题分析:(1)进入半圆轨道AB时小环仅受重力,在A点由向心力公式得:


(2)由题意可得:物体在AD段损失的能量跟在电场阶段补充的能量是相等的,故摩擦力做的功与电场力做的功相同,故:  μ mg LAD =" qE" LBC,μ = 0.15
(3)从A到D列动能定理可得:,解得:vD =" 7" m/s

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道,AB段、CD段均为半径R=2.5m的半圆,BC、AD段水平,AD="BC"="8"m,B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场场…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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