Question

【題目】有一玩具汽車絕緣上表面固定一個(gè)帶負(fù)電物塊，它們的總質(zhì)量m=0.5kg，物塊帶電量q= -5．0×10-5C�，F(xiàn)把玩具汽車放置在如圖所示的水平直軌道A點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)，整個(gè)軌道所處空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=6.0×l04N／c。玩具汽車在水平直軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力恒為Ff=0.5N，通電后玩具汽車以恒定功率P=l0w行駛，通電1.0s自動(dòng)斷電，斷電后玩具汽車能以一定的速度從B點(diǎn)進(jìn)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(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程物塊帶電量不變）。

【1】若半圓軌道半徑R=0.4m，玩具汽車進(jìn)入管道中B點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的壓力多大？

【2】當(dāng)半圓軌道半徑R滿足什么條件時(shí)，玩具汽車能再次回到A點(diǎn)？（

Answer 1

【答案】

【1】42N

【2】能

【解析】①對(duì)AB段：

對(duì)B點(diǎn)：

根據(jù)牛頓第三定律：玩具汽車進(jìn)入管道中B點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的壓力為42N

②對(duì)BC段：

對(duì)類平拋運(yùn)動(dòng)：

由上面幾式可得：當(dāng)R=1m時(shí)恰能回到A點(diǎn)

另一方面：由和得：

當(dāng)軌道半徑時(shí)，玩具汽車將沿半圓軌道返回，由B向A運(yùn)動(dòng)，

根據(jù)得：能回到Ａ點(diǎn)．