5,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的绝缘粗糙轨道,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O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/30 22:15:22
5,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的绝缘粗糙轨道,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O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平
5,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的绝缘粗糙轨道,
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O,半径R=0.50m,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=1.0×10^4N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10^-4C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0m,带电体与轨道AB,CD的动摩擦因素均为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,求(取g=10m/s^2)
(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?
5,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的绝缘粗糙轨道,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O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平
电场力 F电 = qE = 8N ,方向水平向右 (因为带电体从A点由静止开始向右运动)
带电体与 AB 间滑动摩擦力 f1 = μmg = 1N
带电体与 CD 间滑动摩擦力 f2 = μF电 = 4N
1、从A到C ,由动能定理可得 :F电·(SAB+R) - f1·SAB - mgR = ½mVc² - 0
代入数据解得 :Vc = 10m/s
2、设带电体从C点继续上升的高度为 h ,则由动能定理可得 :-mgh - f2h = 0 - ½mVc²
代入数据解得 :h = 5/3 m
由于带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 ,
即 带电体与 CD 间的最大静摩擦力等于 4N ,而带电体的重力 mg = 2N ,
所以 ,带电体在CD上速度减为零后不再回落 ,
带电体最终停在 C 点上方 5/3 m 处 .
说明 :
1、在CD上运动时 ,轨道对带电体的支持力水平向左 ,与水平向右的电场力平衡 ,
所以 ,滑动摩擦力 f2 = μF电 (注意 :此时与重力无关 !)
2、在匀强电场中 ,电场力做功与路径无关 ,等于电场力乘以沿电场方向的位移