Question

（10分）如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與絕緣水平面平滑連接，整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，一質(zhì)量為m，帶電量為+q的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從水平面上的A點(diǎn)以初速度v₀水平向左運(yùn)動(dòng)，沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)恰好通過最高點(diǎn)C，場(chǎng)強(qiáng)大小為E（E<mg/q）．

（1）試計(jì)算物塊在從A到C運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功；

（2）證明物塊離開軌道落回水平面過程的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)大小E無關(guān)，且為一常量．

Answer 1

     S=2R

解析:

物塊離開半圓形軌道后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水平位移為S，則：

水平方向有：               (1分)

 豎直方向有：   （1分）              解得 S=2R

 因此物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場(chǎng)強(qiáng)E大小無關(guān)，大小為2R.   （2分）