zx9ss95871 幼苗
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(1)物体所受重力和电场力的合力大小为F=
(mg)2+(qE)2=5N
合力与竖直方向的夹角为α,则:
sinα=
qE
F=
3
5
得:α=37°
即合力与轨道AB垂直,所以物体在轨道AB上运动时重力和电场力对物体做的总功为W=0
(2)在AB段上物体所受摩擦力:f=μF=1N
对AB段运动使用动能定理:−fL=
1
2m
v2B−
1
2m
v2A
解得:vB=5
7m/s
(3)D点为CD轨道上的等效最高点,设物体能到D点,其速度为vD
对物体由B到D的过程由动能定理得:
−qE(s+Rsinα)−mg(R+Rcosα)=
1
2m
v2D−
1
2m
v2B
解得:vD=5m/s
设物体恰能到D点时速度为v0,由牛顿第二定律得:F=
m
v20
R
解得v0=5m/s
故v0=vD
因此物体恰好能到达D点
答:(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功为0
(2)物体到达B点的速度为5
7m/s
(3)通过计算物体能到达D点.
点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;牛顿第二定律;动能定理.
考点点评: 本题运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究带电体在电场力和重力场的复合场中运动问题,难点是确定物体离开轨道的位置,抓住此时轨道的弹力为零,由牛顿第二定律研究
1年前
你能帮帮他们吗