题目内容
【题目】有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,如图所示,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,在水平向左的匀强电场中, ,半圆轨道半径R=0.4m,一带正电的小滑块质量为m=0.04kg,电量,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数,g取,求:
(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L,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半圆轨道中点P点时对轨道压力是多大?
【答案】2m 2.1N
【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对滑块做负功,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;(2)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.
(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L点时,重力提供向心力,则有:
联立并代入数据解得:L=2m
(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:
联立并代入数据解得:N=2.1N
由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是2.1N
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