题目内容
【题目】如图所示，在
的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道
与一水平绝缘轨道
在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径
，N为半圆形轨通最低点，P为
圆弧的中点，一带负电
的小滑块质量
，与水平轨道间的动摩擦因数
，位于N点右侧1.5m的M处，g取
，求：
（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功；
（2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度
向左运动？
（3）在第（2）问的情况下，小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？
【答案】(1) 
，
(2) 
(3) 0.6N，方向水平向左
【解析】
(1)小滑块从M点到Q点重力做的功：
代入数据解得：
电场力做的功：
代入数据解得：
(2)设滑块恰好到达Q点时速度为v，则由在Q点合力提供向心力知：
滑块从M开始运动到达Q点过程中，由动能定理得：
代入数据联立解得：；
(3)设滑块到达P点时速度为
，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得：
又因为在P点时，轨道对小滑块的支持力提供向心力得：
代入数据联立解得：
，方向水平向右；
由牛顿第三定律知小滑块通过P点时对轨道的压力是0.6N，方向水平向左。
答：（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功，；
（2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以向左运动.
（3）小滑块通过P点时对轨道的压力是，方向水平向右.
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