Question

【題目】如圖所示，在E＝103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，一帶正電荷q＝10－4C的小滑塊質量為m＝40 g，與水平軌道間的動摩擦因數μ＝0．2，取g＝10 m/s2，求：

（1）要小滑塊能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應在水平軌道上離N點多遠處釋放？

（2）這樣釋放的小滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？（P為半圓軌道中點）

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

試題分析：（1）小滑塊剛能通過軌道最高點條件是：mg＝m，

，

小滑塊由釋放點到最高點過程由動能定理：Eqs－μmgs－mg·2R＝mv2

所以s＝，代入數據得：。

（2）小滑塊過P點時，由動能定理：－mgR－EqR＝mv2－mv

所以v＝v2＋2（g＋）R

在P點由牛頓第二定律：FN－Eq＝

所以

代入數據得：。

由牛頓第三定律知滑塊通過P點時對軌道壓力為。