题目内容
【题目】如图所示,在E=103V/m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=40cm，一带正电荷q=104C的小滑块质量为m=40g，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，问：
(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C，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)
(3)小滑块经过C点后最后落地，落地点离N点的距离多大?
【答案】(1) 20m. (2) 1.5N. (3) 0.6m
【解析】试题分析：（1）在小滑块运动的过程中，摩擦力对滑块和重力做负功，电场力对滑块做正功，根据动能定理可以求得滑块与N点之间的距离；在P点时，对滑块受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的轨道对滑块的支持力的大小，由牛顿第三定律可以求滑块得对轨道压力；小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，在水平方向上做的是匀减速运动，根据水平和竖直方向上的运动的规律可以求得落地点离N点的距离．
（1）设滑块与N点的距离为L，分析滑块的运动过程，由动能定理可得
小滑块在C点时，重力提供向心力，所以
，代入数据解得
．
（2）滑块到达P点时，对全过程应用动能定理可得
在P点时由牛顿第二定律可得， 
，得
由牛顿第三定律可得，滑块通过P点时对轨道压力是1.5N．
（3）小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，
由
可得滑块运动的时间t为， 
滑块在水平方向上只受到电场力的作用，做匀减速运动，
由牛顿第二定律可得
，所以加速度
，
水平的位移为
，代入解得
．
练习册系列答案
相关题目
