Question

 如图所示，水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接，半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度。现有一电荷量，质量的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的点由静止释放，已知点与圆形轨道最低点距离.带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度，取.求：

(1)带电体运动到圆形轨道的最高点时，速度的大小？

(2)带电体第一次经过点后，落在水平轨道上的位置到点的距离？

(3)带电体在轨道上运动对轨道能产生的最大压力大小？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

 （1）设间的距离为，依据动能定理

          解得  

设带电体运动到点的速度为，依据机械能守恒定律

          解得            （4分）

（2）带电体离开点后在竖直方向上做自由落体运动，设在空间运动的时间为

      

在水平方向上做匀减速运动，设在水平方向的加速度大小为：  

设落在水平轨道上的位置到点距离为，依据运动学公式

           解得       （6分）

（3）压力最大位置在等效场的最低点D，OD与竖直方向夹角=45⁰选D到C过

在D点：

解得：      由牛顿第三定律，对轨道的压力：      （6分）