Question

【題目】如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)線平行，其半徑R=40cm，一帶正電荷q=10－4C的小滑塊質(zhì)量為m=40g，與水平軌道間的動(dòng)摩因數(shù)=0.2，取g=10m/s2，求：

(1)若小滑塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)L時(shí)，對(duì)軌道的壓力恰好為其重力的3倍，則滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點(diǎn)多遠(yuǎn)處釋放？

(2)這樣釋放的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點(diǎn)）

Answer 1

【答案】(1)x=20m (2)

【解析】

試題（1）滑塊剛能通過(guò)軌道最高點(diǎn)條件是(3分)

滑塊由釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程由動(dòng)能定理：(2分)

代入數(shù)據(jù)得：S＝1m (1分)

（2）滑塊過(guò)P點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理：(2分)

在P點(diǎn)由牛頓第二定律：(2分)

代入數(shù)據(jù)得：N＝2.4N (1分)

根據(jù)牛頓第三定律可知，軌道受到壓力大小2.4N (1分)