Question

如圖所示，質量為0.2kg的物體帶正電，其電量為4×10^-4C，從半徑為0.3m光滑的

1

4

圓弧滑軌上端A點由靜止下滑到底端B點，然后繼續沿水平面滑動．物體與水平面間的滑動摩擦系數為0.4，整個裝置處于E=10³N/C的豎直向下的勻強電場中．（g取10m/s²）求：
（1）物體運動到圓弧滑軌底端B點時對軌道的壓力；
（2）物體在水平面上滑行的最大距離．

Answer 1

分析：（1）根據動能定理求出物體運動到B點的動能，在B點，在豎直方向上受到重力、電場力和支持力，三個力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律求出支持力的大小，從而得出物體對軌道的壓力．
（2）對物體靜止釋放到最終速度為零整個過程運用動能定律，求出物體在水平面上滑行的最大距離．

解答：解：（1）對物體從A運動到B由動能定理有：mgR+qER=

1

2

m

v

2 B

物體運動到B點由牛頓第二定律有：N-mg-qE=

m v 2 B

R

由牛頓第三定律有：N′=N
代入數據得N′=7.2N
故物體運動到圓弧滑軌底端B點時對軌道的壓力為7.2N．
（2）對全程同樣由動能定理有：mgR+qER-μ（mg+qE）L=0
代入數據得：L=0.75m
故物體在水平面上滑行的最大距離為0.75m．

點評：解決本題的關鍵掌握動能定理，知道運用動能定理解題需選擇合適的研究過程．