Question

（ 12分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點，D為軌道的最高點，整個軌道處于豎直向下的勻強電場中，場強大小為E=。一帶正電的小物塊質量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點由靜止開始運動，到達B點時撤去力F，小物塊剛好能到達D點，試求：(g=10m/s²)

（1）撤去F時小物塊的速度大小；
（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

Answer 1

（1）v=6m/s                                         
（2）4J                                            

（1）物體從A運動到B，根據動能定理可得：
                                       （3分）       
求得：v=6m/s                                                    （1分）
（2）物體恰好能到達D點，此時軌道的壓力為零，則：
           1                              （3分）
物體從B點運動到D點，根據動能定理可得：
       2                    （3分）
聯立1、2可得：W_f = 4J                                             （2分）
本題考查動能定理和圓周運動規律的應用，由A到B應用動能定理求得在B點速度大小，物體恰好通過D點，說明只有重力和電場力的合力提供向心力，由此求得D點速度大小，物體有B點到D點，根據動能定理可求得阻力做功大小，主要是通過受力分析確定過程中各力做功的正負，初末狀態動能大小