如圖所示，在豎直平面內，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之...

問題詳情：

如圖所示，在豎直平面內，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連線，圓弧的圓心為O，半徑R＝0.50 m，軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度的大小E＝1.0×104 N/C，現有質量m＝0.20 kg，電荷量q＝8.0×10－4 C的帶電體(可視為質點)，從A點由靜止開始運動，已知SAB＝1.0 m，帶電體與軌道AB、CD間的動摩擦因數均為0.5。假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等 (取g＝10 m/s2)。求：

(1)帶電體運動到圓弧形軌道C點時的速度；

(2)帶電體最終停在何處．

【回答】

解：(1)設帶電體到達C點時的速度為v，從A到C由動能定理得：

qE(sAB＋R)－μmgsAB－mgR＝mv2

解得v＝10 m/s

(2)設帶電體沿豎直軌道CD上升的最大高度為h，從C到D由動能定理得：

－mgh－μqEh＝0－mv2

解得h＝ m

在最高點，帶電體受到的最大靜摩擦力Ffmax＝μqE＝4 N，

重力G＝mg＝2 N

因為G<Ffmax

所以帶電體最終靜止在與C點的豎直距離為 m處．

知識點：質譜儀與迴旋加速器

題型：計算題