题目内容
【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)
【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.
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