题目内容
【题目】如图所示，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为θ=37°，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E=1×104N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4×10-3kg、带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。求：
（1）滑块在GH段上的加速度；
（2）滑块与CD段之间的动摩擦因数；
（3）滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为：由于仅在CD段上有摩擦损耗，所以，滑块到达P点速度减为零后将不再运动，在CD段上运动的总路程为L+
=1.2m。你认为该同学解法是否合理？请说明理由，如果错误，请给出正确解答。
【答案】（1）
，（2）0.25，（3）
。
【解析】
（1）GH段的倾角θ=37°，滑块受到的重力：
mg=0.04N
电场力：
qE=0.03N
qEcosθ=mgsinθ=0.024N
故加速度a=0；
（2）滑块由C处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P点的过程中，由动能定理得：
解出：
；
（3）该同学观点错误，滑块在CD段上受到的滑动摩擦力：
Ff=mg=0.01N
小于0.03N的电场力，故不可能停在CD段；
滑块最终会在DGH间来回往复运动，到达D点的速度为0，全过程由动能定理得：
解出：s=
=3L=2.4m。
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