Question

【题目】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3mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，若滑块从水平轨道上距离B点距离为s＝4R的A点由静止释放（重力加速度为g）。求：

(1)滑块到达圆轨道最高点D点时的速度大小v0；

(2)滑块到达圆轨道最高点D点时受到轨道的作用力大小F。

Answer 1

【答案】(1) 4； (2) 15mg

【解析】

（1）从A点到D点的过程，由动能定理得：

qEs﹣μmgs﹣2mgR＝

由题意知：qE＝3mg，μ=0.5，s＝4R

代入数据解得：

vD＝4

（2）滑块到达D点时，重力和轨道作用力的合力提供向心力，则有：

mg+F′＝m

解得：

F′＝15mg

根据牛顿第三定律知，滑块到达圆轨道最高点D点时受到轨道的作用力大小为：

F＝F′＝15mg