Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為O，半徑R=0.50m，軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度的大小E=1.0×104N/C，現有質量m=0.20kg，電荷量q=8.0×10-4C的帶電體（可視為質點），從A點由靜止開始運動，已知SAB=1.0m，帶電體與軌道AB、CD間的動摩擦因數均為0.5，假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．求：（取g=10m/s2）

（1）帶電體運動到圓弧軌道C點時的速度大小．

（2）帶電體最終停在何處．

Answer 1

【答案】(1)10m/s(2) C點的豎直距離為處

【解析】

(1)設帶電體到達C點時的速度為v，從A到C由動能定理得：

，

解得

；

(2)設帶電體沿豎直軌道CD上升的最大高度為h,從C到D由動能定理得：

，

解得

，

在最高點,帶電體受到的最大靜摩擦力

，

重力

，

因為

所以帶電體最終靜止在與C點的豎直距離為處；