题目内容
【题目】如图所示，现有一个带正电小物块，质量m＝20 g，电荷量q＝2×10－4 C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2，处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝1×103 V/m．在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径R＝40 cm，取g＝10 m/s2，求：
⑴若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块在轨道最高点时速度的大小；
⑵若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块应该从距N点多远处由静止释放？
⑶若在上小题的位置释放小物块，则在从释放到最高点的过程中，小物块在距水平地面多高处动能最大？（结果可保留根号）
【答案】（1）1.25m（2）1.25m处开始释放（3）0.12m
【解析】试题分析：（1）根据重力提供向心力，即可求解；（2）根据动能定理，结合力做功的正负，即可求解；（3）根据计算数据，得出电场力与重力相等，电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，从而求解．
（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是
，解得
（2）设小物块释放位置距N处为x： 
解得
即小物块应该从在水平位置距N处为1.25m处开始释放
（3）因为
,所以
当电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，也就是动能最大。
此时，物块与圆心连线与竖直方向成45°，
则
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