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如图所示,一根长L=2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其A.B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,质量m=10-4kg,电荷量q

题目详情
如图所示,一根长L=2m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其A.B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103V/m,方向竖直向下,管内有一个带负电的小球,质量m=10-4 kg,电荷量q=2×10-6 C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为5,求:

(1)小球运动过程中所受的摩擦力的大小;
(2)则小球从B点射出时的速度.(取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8).
▼优质解答
答案和解析

(1)以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.根据平衡条件得到,
管子对小球的压力N=(qE-mg)cos37°=(2×10-6×103-10-4×10)×0.8N=8×10-4N
   小球运动过程中所受的摩擦力的大小f=μN=0.5×8×10-4N=4×10-4N
(2)小球从A到B的过程中,根据动能定理得
    (F-mg)Lsin37°-fL=
1
2
mv2
代入解得,小球从B点射出时的速度v=2
2
m/s.
答:(1)小球运动过程中所受的摩擦力的大小是4×10-4N;
    (2)小球从B点射出时的速度是2
2
m/s.
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