Question

有一玩具汽車絕緣上表面固定一個帶負電物塊，它們的總質量m=0.5kg，物塊帶電量q= -5．0×10^-5C。現把玩具汽車放置在如圖所示的水平直軌道A點，BC由光滑管道彎曲而成的半圓軌道，玩具汽車在光滑管道中能自由運動，整個軌道所處空間存在豎直向下的勻強電場，其電場強度大小E=6.0×l0⁴N／c。玩具汽車在水平直軌道運動時阻力恒為F_f=0.5N，通電后玩具汽車以恒定功率P=l0w行駛，通電1.0s自動斷電，斷電后玩具汽車能以一定的速度從B點進入半圓軌道。已知AB間距L=4.0m，g取l0m／s²（玩具汽車可看成質點，整個運動過程物塊帶電量不變）。

1.若半圓軌道半徑R=0.4m，玩具汽車進入管道中B點時對管道的壓力多大？

2.當半圓軌道半徑R滿足什么條件時，玩具汽車能再次回到A點？（

 

Answer 1

 

1.42N

2.能

解析:①對AB段：

對B點：  

根據牛頓第三定律：玩具汽車進入管道中B點時對管道的壓力為42N

②對BC段：

對類平拋運動：           

由上面幾式可得：當R=1m時恰能回到A點

另一方面：由和得：

當軌道半徑時，玩具汽車將沿半圓軌道返回，由B向A運動，

根據得：能回到Ａ點．