题目内容
【题目】如图所示,AB是一倾角为、长度的绝缘光滑直轨道,BCD是半径为的绝缘圆弧轨道(BC段光滑,CD段粗糙),它们相切于B点,C为圆弧轨道的最低点,B、D点等高。整个空间存在着竖直向上的匀强电场,场强,质量m=0.2kg、带电量的滑块从斜面顶端由静止开始滑下,上滑到D点刚好停止。取重力加速度, , 。求:
(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小;
(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C点时对轨道的压力;
(3)滑块在CD段克服摩擦力做的功。
【答案】(1);(2)3.8N,方向竖直向下;(3).
【解析】试题分析:(1)滑块从A到B由动能定理可以求出B点的速度;(2)滑块从A到C由动能定理可以求出C点的速度,在C点由牛顿第二定律可以求出轨道对滑块的支持力,由牛顿第三定律可以求出滑块对轨道的压力;(3)对滑块全过程应用动能定理即可出克服摩擦力做的功.
(1)滑块从A到B由动能定理得:
代入数据得:
(2)滑块从A到C由动能定理得:
在C点:
联立解得:N=3.8N
由牛顿第三定律知:滑块在C点对轨道的压力大小为3.8N,方向竖直向下
(3)对滑块全程运动分析,即A→D,由动能定理得:
解得:
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