Question

【题目】如图所示,在的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R=0.4m,一带正电荷的小滑块质量为m=0.04kg,小滑块与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,g取，求：

（1）要小滑块能运动到圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?

（2）这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?（P为半圆轨道中点）

Answer 1

【答案】（1）20m（2）1.5N

【解析】

(2)设滑块应在水平轨道上离N点x处释放，分析滑块的运动过程，由动能定理可得：

小滑块恰好到达最高点时，重力提供向心力有：

代入数据计算得出.

(2)滑块到达P点时，对释放滑块到达P点过程应用动能定理可得：

在P点时由牛顿第二定律可得：

计算得出，由牛顿第三定律可得滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.

答：(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点20m处释放.

(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力1.5N.