电场力 F电 = qE = 8N ,方向水平向右 (因为带电体从A点由静止开始向右运动)
带电体与 AB 间滑动摩擦力 f1 = μmg = 1N
带电体与 CD 间滑动摩擦力 f2 = μF电 = 4N
1、从A到C ,由动能定理可得 :F电·(SAB+R) - f1·SAB - mgR = ½mVc² - 0
代入数据解得 :Vc = 10m/s
2、设带电体从C点继续上升的高度为 h ,则由动能定理可得 :-mgh - f2h = 0 - ½mVc²
代入数据解得 :h = 5/3 m
由于带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 ,
即 带电体与 CD 间的最大静摩擦力等于 4N ,而带电体的重力 mg = 2N ,
所以 ,带电体在CD上速度减为零后不再回落 ,
带电体最终停在 C 点上方 5/3 m 处 .
说明 :
1、在CD上运动时 ,轨道对带电体的支持力水平向左 ,与水平向右的电场力平衡 ,
所以 ,滑动摩擦力 f2 = μF电 (注意 :此时与重力无关 !)
2、在匀强电场中 ,电场力做功与路径无关 ,等于电场力乘以沿电场方向的位移