Question

（ 12分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點，D為軌道的最高點，整個軌道處于豎直向下的勻強電場中，場強大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點由靜止開始運動，到達B點時撤去力F，小物塊剛好能到達D點，試求：(g=10m/s²)

（1）撤去F時小物塊的速度大小；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

Answer 1

【答案】

（1）v=6m/s                                         

（2）4J                                            

【解析】（1）物體從A運動到B，根據(jù)動能定理可得：

                                        （3分）       

求得：v=6m/s                                                     （1分）

（2）物體恰好能到達D點，此時軌道的壓力為零，則：

                 1                               （3分）

     物體從B點運動到D點，根據(jù)動能定理可得：

        2                     （3分）

聯(lián)立1、2可得：W_f = 4J                                              （2分）

本題考查動能定理和圓周運動規(guī)律的應用，由A到B應用動能定理求得在B點速度大小，物體恰好通過D點，說明只有重力和電場力的合力提供向心力，由此求得D點速度大小，物體有B點到D點，根據(jù)動能定理可求得阻力做功大小，主要是通過受力分析確定過程中各力做功的正負，初末狀態(tài)動能大小