Question

【題目】如圖所示,在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，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R=0.4m,一帶正電荷的小滑塊質量為m=0.04kg,小滑塊與水平軌道間的動摩因數μ=0.2,g取，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）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大?（P為半圓軌道中點）

Answer 1

【答案】（1）20m（2）1.5N

【解析】

(2)設滑塊應在水平軌道上離N點x處釋放，分析滑塊的運動過程，由動能定理可得：

小滑塊恰好到達最高點時，重力提供向心力有：

代入數據計算得出.

(2)滑塊到達P點時，對釋放滑塊到達P點過程應用動能定理可得：

在P點時由牛頓第二定律可得：

計算得出，由牛頓第三定律可得滑塊通過P點時對軌道壓力是1.5N.

答：(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20m處釋放.

(2)這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力1.5N.