Question

如圖所示，在水平絕緣軌道的末端N處，平滑連接一個半徑為R的光滑絕緣的半圓形軌道，整個空間存在一個場強大小，方向水平向左的勻強電場，并在半圓軌道區域內還存在一個垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度。現在有一個帶正電的小物塊(可看作質點)，質量為m，電量為，從距N點的地方靜止釋放。已知物塊與水平軌道之間的動摩擦因數，重力加速度取g，求：

（1）小物塊運動到軌道的最高點P時，小物塊對軌道的壓力；

（2）小物塊從P點離開半圓軌道后，又落在水平軌道距N點多遠的地方。

 

Answer 1

(1) 物塊對軌道的壓力為4mg，方向豎直向上 (2)

【解析】

試題分析：（1）小物塊從水平軌道上釋放后一直到P點，由動能定理可得： （3分）

解得： (1分)

在P點，由受力分析，可得： （3分）

可得： （1分）

由牛頓第三定律，小物塊對軌道的壓力為4mg，方向豎直向上； (1分)

（2）小物塊離開軌道后，水平方向做加速度向左的勻減速直線運動，豎直方向做自由落體運動，根據分位移公式，有： （2分）

（2分）

根據牛頓第二定律有： （2分）

解得： （2分）

考點：本題考查了勻電勢差和電場強度的關系、帶電粒子在勻強磁場中的運動、牛頓運動定律．