题目内容

【题目】如图所示,AB是位于竖直平面内、半径R圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与足够长的水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.今有一质量为m带电荷量q的带正电小滑块(可视为质点)A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ.qE<μmg求:

(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对轨道的压力;

(2)若小滑块能停在水平面上,则最终会停在何处.

【答案】(1)3mg-2Eq;(2)

【解析】

(1)设滑块在B点速度为v,对滑块从AB的过程,
由动能定理得:mgR-EqR=mv2
设滑块在B点对B点压力为F,轨道对滑块支持力为F,由牛顿第三定律得得F′=F对滑块由牛顿第二定律得:F′-mg=m
解得,F=3mg-2Eq
(2)由于滑块最终会停止在水平面上,可知qEμmg。由动能定理可知: 解得:

即滑块最终停止在距离B的平面上.

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