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如图所示,在竖直边界线O1O2左侧空间存在一竖直向下的匀强电场,电场强度大小E=100V/m.电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB,其倾角为37°,A点距水平地面的高度h=3m;BC段为一粗糙绝缘
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问题描述:

如图所示,在竖直边界线O1O2左侧空间存在一竖直向下的匀强电场,电场强度大小E=100V/m.电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB,其倾角为37°,A点距水平地面的高度h=3m;BC段为一粗糙绝 缘水平面,其长度L=3m.斜面AB与水平面BC由一光滑小圆弧连接(图中未标出),竖直边界线O1O2右 侧区域固定一半径R=O.5m的半圆形光滑绝缘轨道,CD为半圆形光滑绝缘轨道的直径,C、D两点紧贴竖 直边界线O1O2,位于电场区域的外部(忽略电场对O1O2右侧空间的影响).现将一质量m=1kg、电荷量q=O.1C的带正电的小物块(可视为质点)置于A点由静止释放,已知该小物块与斜面AB和水平面BC间 的动摩擦因数均为μ=0.3,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)求物块到达C点时的速度大小.

(2)求物块到达D点时所受轨道的压力大小.

(3)物块从D点进入电场的瞬间,将匀强电场的方向变为水平方向,并改变电场强度的大小,使物块恰好能够落到B点,求电场强度的大小和方向(取

5=2.24).

黄华军回答:
  (1)物块由A点至C点的运动过程中,根据动能定理可知:   (mg+qE)h-μ(mg+qE)cos37°•hsin37°
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