Question

【題目】如圖所示，在E＝103 V/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，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，一帶正電荷q＝10－4 C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，問：

(1)要小滑塊恰好運動到圓軌道的最高點C，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)

(3)小滑塊經過C點后最后落地，落地點離N點的距離多大？

Answer 1

【答案】（1）v＝2 m/s，L＝20 m （2）1.5N （3）0.6m

【解析】

試題（1）在復合場中圓的最高點不再是沒有電場時的最高點了，要使物體做圓周運動，則物體受到的電場力和重力剛好充當向心力，圓環對物體沒有力的作用，即,解得此時重力與電場力的合力方向與豎直方向夾角為37°，設滑塊應在水平軌道上離N點x處釋放，過程中重力，摩擦力做負功，電場力做正功，所以可得，解得x=2.09m，

（2）設在P點時的速度為，則，根據牛頓第二定律可得，聯立兩式解得N=2.4N