如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之...
来源:语文精选馆 3.45W
问题详情:
如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50 m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.20 kg,电荷量q=8.0×10-4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0 m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 (取g=10 m/s2)。求:
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度;
(2)带电体最终停在何处.
【回答】
解:(1)设带电体到达C点时的速度为v,从A到C由动能定理得:
qE(sAB+R)-μmgsAB-mgR=mv2
解得v=10 m/s
(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h,从C到D由动能定理得:
-mgh-μqEh=0-mv2
解得h= m
在最高点,带电体受到的最大静摩擦力Ffmax=μqE=4 N,
重力G=mg=2 N
因为G<Ffmax
所以带电体最终静止在与C点的竖直距离为 m处.
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题