Question

如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接．整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为0.75mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g．

（1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？

（2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小；

（3）改变s的大小，滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

Answer 1

考点：

带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用．.
专题：	动能定理的应用专题．
分析：	（1）由动能定理求出滑块的速度． （2）由牛顿第二定律求出滑块受到的作用力． （3）轨道对滑块的作用力为零时，速度最小，由牛顿第二定律可以求出最小速度．
解答：	解：（1）设滑块到达C点时的速度为v，由动能定理有 ， 又因为 Eq=mg， 联立两式解得：； （2）设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F，则， 又因为 Eq=mg， 解得：；                                          （3）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，即轨道对滑块作用力在某一点时为零，速度最小，即：当N=0时，v最小， 设滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小（设为vn）         则有 解得  答：（1）滑块到达与圆心O等高的C点时速度； （2）滑块到达C点时受到轨道的作用力大小； （3）滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度；
点评：	本题考查了求速度、作用力、速度范围等问题，分析清楚滑块的运动过程是正确解题的前提，应用动能定理、牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意滑块做圆周运动的临界条件．