Question

【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，一带正电荷的小球质量为m=0.04kg，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，取，先要使小球恰能运动到圆轨道的最高点C，求：

（1）小球应在水平轨道上离N点多远处释放

（2）小球经过C点后最后落地，落地点离N点的距离

Answer 1

【答案】(1)20m(2)0.6m

【解析】

(1)设滑块与N点的距离为L，滑块从出发到C点的过程，由动能定理可得

小滑块在C点时，重力提供向心力，所以有

代入数据解得

(2)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：

所以加速度为

水平的位移为

代入解得