◎ 题目

如图所示，水平绝缘光滑轨道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=1.0×104 N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m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q=8.0×10-5C，取g=10m/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运动过程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。

◎ 答案

解：（1）设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有 qE=ma① 解得 a=qE/m=8.0m/s2② 设带电体运动到B端的速度大小为vB，则解得 vB==4.0m/s③ （2）设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N，根据牛顿第二定律有 N-mg=④ 解得 N=mg+R=5.0N⑤ 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N′=N=5.0N⑥ （3）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=0.32J⑦， 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， 对此过程根据动能定理有W电+W摩-mgR=0-⑧ 解得 W摩=-0.72J⑨

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，水平绝缘光滑轨道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  【牛顿运动定律的应用】，【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。