如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×
◎ 题目
如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40 m. 在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,取g=10 m/s2,求: (1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小; (2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小; (3)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功. |
◎ 答案
(1)8.0 m/s2;4.0 m/s.(2)5.0 N.(3)-0.72 J. |
◎ 解析
试题分析:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a, 根据牛顿第二定律qE=ma 解得a=qE/ m=8.0 m/s2 设带电体运动到B端的速度大小为vB,则=2as, 解得vB==4.0 m/s. (2)设带电体运动到圆弧形轨道B端时受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律 FN-mg=m 解得 FN=mg+m=5.0 N 根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小FN′=FN=5.0 N. (3)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,根据动能定理得 W电+W摩-mgR=0-m 因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功 W电=qER=0.32 J, 联立解得 W摩=-0.72 J. (另解:全过程用动能定理: 可得 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×…”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。- 最新内容
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下一篇:(15分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离
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