高二物理选修3-1电场

Question

如图，粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，在轨道所在的空间内存在水平向左的匀强电场，现将一个电荷量q=+0.1C、质量m=0.1kg的带点小物块（可视为质点），在A点以v0=10m/s的速度沿与水平方向成θ=37°的夹角斜向上抛出，小物块恰好能沿直线运动到半圆形轨道的最高点C。已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.25，空气阻力不计，取g=10m/s²，cos37°=0.8，sin37°=0.6.
（1）求小物块从A点出发至再次返回到A点所用的时间t
（2）求A、C两点之间的电势差U AC。
(3)若在A点使小物块获得一个水平向右的速度v1，且当小物块运动到D点（与圆心在同一高度上）时对轨道的压力大小为2/3mg，则v1的大小为多少？（可用根式表示

）

Answer 1

（1）物体受水平向左的电场力和竖直向下的重力，因为物体做直线运动，所以二力的合力沿CA延长线方向，设加速度为a,则有
mg/sin37=ma,a=g/sin37=10/0.6m/s²
由A到C运动时间t=v0/a=0.6s
(2)由上分析可知，电场力F=qE=mg/tan37
AC=v0²/2a=
UAC= - E*AC*cos37
(3) - qE(AB+R) - mgR= ½mvD²-½mv1²
Fn+qE=mvD²/R
其中AB=ACcos37,
2R=ACsin37.
Fn=2/3mg
思路如上，结果不算了。