题目内容
【题目】如图所示,匀强电场E=1×104 V/m，方向水平向右，ABCD为竖直放置在电场中的绝缘导轨，半圆形轨道BCD光滑，半径R=0.1m，B为圆轨道最低点，水平轨道与其相切于B点，水平轨道粗糙，AB=2R。一质量m=0.1kg、带正点电荷量q=1×104C的小滑块在A点有一个水平向右的初速度v0=2m/s。已知水平轨道与小滑块之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小滑块到达C点时速度大小；
（2）小滑块到达C点时对轨道压力大小；
（3）通过计算说明小滑块能否到达最高点D点。
【答案】（1）
（2）7N（3）能通过，速度为
【解析】
(1)小球由A点到C点的过程.由动能定理，有：
代入数据解得：vc=
m/s
(2)对小球在C点的受力情况，由牛顿第二定律得：
解得：FN= 7N
由牛顿第三定律知，小球在C点对轨道的压力大小为7 N.
(3)小球能通过D点的最小速度为v，则有：
解得：v=1m/s
如果小滑块能到达D点，从C点到D点根据动能定理有：
解得
，由于
，所以能通过最高点D.
答：（1）小滑块到达C点时速度大小m/s；
（2）小滑块到达C点时对轨道压力大小FN= 7N；
（3）小滑块能到达最高点D点，速度为。
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