如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m,带电荷量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v 0 水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小为E(E<mg/q)。 (1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功; (2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E无关,且为一常量。
【正确答案】正确答案:(1)物块恰能通过圆弧最高点C,即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力. 物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功W f ,根据动能定理: (2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,s=v c t
【答案解析】