Question

【題目】如圖，固定在豎直平面內(nèi)的絕緣細(xì)半圓管軌道在C點(diǎn)與絕緣的水平地面平滑連接，半圓管的半徑R=1．6m，管內(nèi)壁光滑，兩端口C、D連接沿豎直方向，CD右側(cè)存在場強(qiáng)大小E=N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場，水平面AB段表面光滑，長，BC段表面粗糙，長，質(zhì)量m=2．0kg、電荷量q=0．01C的帶正電小球在水平恒力F=10．0N的作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后撤去外力F，消去進(jìn)入半圓管后通過端口D時(shí)對圓管內(nèi)軌道有豎直向下的壓力=15N。小球與水平面BC段之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取，求：

（1）小球通過端口D時(shí)的速度大小；

（2）小球通過半圓管中點(diǎn)P時(shí)與圓管的作用力大小；

（3）撤去外力F時(shí)小球的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）在端口D由牛頓第二定律有，解得：

（2）設(shè)小球經(jīng)過半圓管中點(diǎn)P時(shí)的速度大小為，從P到D的過程中由動(dòng)能定理可得，解得

在P點(diǎn)由牛頓第二定律有，解得

（3）設(shè)F作用的距離為s，從A到D由動(dòng)能定理有，解得

在F作用的過程中由動(dòng)能定理得，解得