Question

【题目】如图，AB是长L＝lm的绝缘水平面，BD段为半径R＝0.2m的绝缘光滑半圆轨道，两段轨道相切于B点，轨道AB处于在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝4.0×102V/m． 一质量为m＝2.0×10－2kg，所带电荷量q＝＋5.0×10－4C的小球，以v0＝4.0m/s的速度从A点沿水平轨道向右运动，进入半圆轨道后， 恰能通过最高点D，g取10m/s2（小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移），求：

（1）滑块通过D点时的速度大小；

（2）滑块在B点时，滑块对轨道压力大小；

（3）轨道AB与小球的动摩擦因数．

Answer 1

【答案】（1）m/s ；（2）1.2N （3）0.15N

【解析】

本题考查动量守恒定律和能量守恒定律的应用。

（1）由题可知，小球恰能通过最高点D，此时重力提供向心力，则由向心力公式：

解得：

（2）从B到D由动能定理可知：

解得：

在B点，由重力和支持力的合力提供向心力，则有：

解得：

所以轨道对小球的支持力为1.2N。

（3）由题可知，小球在AB段做匀减速运动，由受力分析可知：

解得：