题目内容

【题目】如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MNN点平滑相接,半圆形轨道平面与电场线平行,其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点,PON圆弧的中点,一带负电的小滑块质量m=0.01kg,电荷量q=104C与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5mM点处,以某一初速度v0向左运动,小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,取g=10m/s2,求:

(1)滑块在M点开始运动初速度v0

(2)滑块通过P点时受到轨道的作用力是多大?

【答案】(1)v0=7m/s (2)FN=0.6N,方向水平向右

【解析】

小球恰能通过最高点,在最高点重力和电场力的合力提供向心力,根据向心力公式求得最高点速度,再对从MN过程运用动能定理列式求初速度;先对从MP过程运用动能定理求得P点速度,在P点支持力提供向心力,根据向心力公式列式求解

解:(1)设滑块到达Q点时速度为v,则由牛顿第二定律得:

滑块从开始运动至到达Q点过程中,由动能定理得:

联立方程组,解得:

(2)设滑块到达P点时速度为v,则从开始运动至到达P点过程中,由动能定理得:

又在P点时由牛顿第二定律得:

代入数据解得:,方向水平向右

练习册系列答案
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【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

1)下面是实验的主要步骤:

①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

②向气垫导轨通入压缩空气;

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;

⑥先_____________,然后______________,让滑块带动纸带一起运动;

⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图(b)所示;

⑧测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g试完善实验步骤⑥的内容.

2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_______kgm/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kgm/s(保留三位有效数字).

3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_____________________

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