一道高中物理问题,欢迎踊跃发言

A,B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的四分之一圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平向左的匀强电场中,电场强度E=5000 N/m。今有一质量为m=0.1kg、带电荷量q=0.00008 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数u=0.05,取g=10 m/s^2
求,小滑块在水平轨道上通过的总路程

答案为6米

但是在下有一个疑问,即小滑块最后的状态是怎么样的?
有两种说法,
一是该滑块在AB之间来回震动
二是该滑块最后静止在AB之间某一平衡点静止不动。
还是说这两种情况都有可能,需要定量分析

希望一定能给出详细解答和推导过程

图需要各位自己画一下了,大致是下凹形圆弧加一段水平轨道。
希望高手给个解答
感谢以下若干楼的踊跃发言
但是
请不要怀疑我的答案,我打保票绝对正确,而且请仔细审题
希望能算出正确答案的给个说法

请都看好,圆弧形轨道没有摩擦,且整个装置处于电场之中
这个问题赖我,我向大家道歉
本题重出
A,B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的四分之一圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处于水平向左的匀强电场中,电场强度E=5000 N/m。今有一质量为m=0.1kg、带电荷量q=0.00008 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数u=0.05,取g=10 m/s^2
求,小滑块在水平轨道上通过的总路程

答案为6米

但是在下有一个疑问,即小滑块最后的状态是怎么样的?
有两种说法,
一是该滑块在AB之间来回震动
二是该滑块最后静止在AB之间某一平衡点静止不动。
还是说这两种情况都有可能,需要定量分析

再次向已发言者道歉

仍希望大家踊跃发言

摩擦力大小f=umg=0.05*0.1*10=0.05 牛

电场力大小F=qE=5000*0.00008=0.4牛

小球第一次从A向右运动受到水平向左电场力,到B又受到摩擦力作用,停止运动,在B点速度为0,但不会静止。又电场力大于摩擦力,小球又往回运动到B,第二次B向右运动...... 直到在B点速度为0。

          mgr-Eqr=fs=umgs

           s= 6m

B点速度为0了,由于电场力水平,圆弧形轨道光滑,小球又会上升,在

圆弧轨道来回运动。

对这个问题,先理解单摆的运动。

    单摆中小球静止时,在最低点O点受力平衡静止,叫平衡位置,在摆动过程中O点速度最大,在C,B两点速度为0,但合力不为0,所以不能静止。

我们让小球在圆弧轨道上,会在我画的图中O点受力平衡,而静止,那这O点也就是电场和重力场两个场构成的复合场的平衡位置,B点相当于单摆的B点,C点相当于单摆的C点

  0B间 摆角: tana=F电/mg = 0.4/0.1*10=2/5

        CB夹角: 2a= 2 arctan(2/5)  (反三角函数)

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第1个回答  2010-09-30
但是在下有一个疑问,即小滑块最后的状态是怎么样的?
有两种说法,
一是该滑块在AB之间来回震动
二是该滑块最后静止在AB之间某一平衡点静止不动。

你说的一是不可能的 因为求的就是路程 如果是你那样 路程就是无限大 如果是位移的话 还沾着点边

应该是静止在B点 AB是圆弧 而且没电场 所以不可能静止 然而 他只要过了B点就一定会受到向左的电场力

它的运动应该是 反复的运动几次后 由电场再次向圆弧运动时 恰好停留在B点

那个计算过程我就懒得写了 在玩电脑 懒得去拿文具盒~
第2个回答  2010-10-01
摩擦力大小f=0.05*0.1*10=0.05 牛
电场力大小F=5000*0.00008=0.4牛
小球第一次从B向右运动受到水平向左电场力和摩擦力作用,最终停止运动
又电场力大于摩擦力,小球又往回运动到B,第二次B向右运动......
小球从B向右运动到回到B点过程,电场力不作功,摩擦力始终做负功,小球从B向右运动的初速度不断减小,最终小球停在B点
由能量守恒得 忘记减去电场力的功(从A到B)
mgr-Eqr=fs=umgs
s= 6米
第3个回答  2010-09-30
最终是停在水平滑道上。
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