如图所示,光滑轨道ABCD固定在竖直平面内,由直轨道AB与圆弧轨道BCD平滑相切对接组成.圆弧的圆心为O点,半径大小为R,OB与竖直方向OC夹角θ=37°,D点与圆心O点等高;竖直且过
◎ 题目
如图所示,光滑轨道ABCD固定在竖直平面内,由直轨道AB与圆弧轨道BCD平滑相切对接组成.圆弧的圆心为O点,半径大小为R,OB与竖直方向OC夹角θ=37°,D点与圆心O点等高;竖直且过B点的直线PQ右侧空间内,被水平且过O点、D点的直线MN分为下区域Ⅰ和上区域Ⅱ,下区域Ⅰ内存在水平向右的匀强电场,场强为
(1)小滑块滑到C点时对轨道压力大小; (2)小滑块离开D点后,运动到与D点等高时,距D点的水平距离; (3)小滑块离开D点后,在区域Ⅱ运动过程中,经多长时间,它所受合外力的瞬时功率最小. |
◎ 答案
(1)小滑块在C点:FC-mg=m
小滑块A→C:mg?2r+qE1?Rsinθ=
已知qE1=mg,解得:Fc=6.2mg 由牛顿第三定律FC′=6.2mg (2)小滑块从A→D: mg?r+qE1?R(1+sinθ)=
解得:vD=
小滑块离开D点后,竖直方向做竖直上抛运动,垂直直面向里的水平方向做初速度为0的匀加速直线运动 竖直方向:t=
水平方向:a=
s=
解得:s=7.8R (3)当qE2与mg的合力方向与v方向垂直时,合外力的瞬时功率最小,等于零,此时v方向与水平夹角为37° 设经过的时间为t, vx=at= |