如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整
(1) 静止在D处时甲的受力如图,可知甲应带 正电 ,并且有: ——————————(2分) (带正电) ————(2分)(2) 小滑块从C到B的过程中,只有重力和电场力对其做功,设滑块通过B点时的速度为 v B ,根据动能定理有: ————————(2分)解得: ————————(2分)(3) 甲从C经直到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功。则由动能定理有: 一一-一一一一-一一-(2分)解得: —一-——————(2分)(4) 碰撞中,甲、乙系统动量守恒: mv B ="2m " 一一(2分) ————————(1分)由于碰后能做匀速运动,说明电场力方向向右,可知碰后的整体带负电,即知碰前乙应该带负电。 ——————————————(1分)碰后的整体受力平衡; 一一一(2分) ————————(2分) 略
(1)静止在D处时甲的受力分析,电场力水平向左,与电场强度的方向相同,可知甲应带正电,并且有:q 1 E=mgtanα∴ q 1 = mgtanα E = 3mg 4E (带正电)故滑块的带电量q 1 3mg 4E ,带正电.(2)甲从C经B到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功.则由动能定理有:mgR-qE(R+L)-μmgL=0解得: L= (mg- q 1 E) μmg+ q 1 E ?R= 1 4 R 故水平轨道上A、B两点之间的距离L为 1 4 R .(3)分析知D点速度最大,设V D 由动能定理有mgRcosα-qER(1-sinα)= 1 2 mv D 2 -0 设支持力N,由牛顿第二定律N-F= m v D 2 R 由平衡条件F= mg cosα 解N=2.25mg 由牛顿第三定律,最大压力2.25 mg.
(1)滑块在D点受重力、支持力、电场力三个力处于平衡,带电小滑块在D点的受力图如图. (2)小滑块在D点由平衡条件得:q 1 E=mgtanθ 解得:q 1 =
电场力方向与电场方向相同,故小球带正电. (3)小滑块从C到B的过程中,只有重力和电场力对它做功,设滑块经过圆弧轨道B点时的速度为v B ,根据动能定理有: mgR-qER=
解得: v B =
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