题目内容
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块的初速度v0应多大?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
分析:(1)小球恰能通过最高点,在最高点重力和电场力的合力提供向心力,根据向心力公式求得最高点速度,再对从M到N过程运用动能定理列式求初速度;
(2)先对从M到P过程运用动能定理求得P点速度,在P点支持力提供向心力,根据向心力公式列式求解.
(2)先对从M到P过程运用动能定理求得P点速度,在P点支持力提供向心力,根据向心力公式列式求解.
解答:解:(1)设小球到达Q点时速度为v,根据向心力公式,有
mg-qE=m
滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得
-mg?2R+qE?2R-μ(mg-qE)?S=
mv2-
m
联立两式并代入数据解得:v0=4m/s
即滑块的初速度v0应为4m/s.
(2)设滑块到达P点时速度为v′,从开始到P点过程,根据动能定理,有
qE?R-mg?R-μ(mg-qE)?S=
mv′2-
m
在P点受到的支持力提供向心力,有
FN=m
代入数据,解得
F=0.3N
由牛顿第三定律得到压力也为0.3N
故运动的滑块通过P点时对轨道的压力是0.3N.
mg-qE=m
| v2 |
| R |
滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得
-mg?2R+qE?2R-μ(mg-qE)?S=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
联立两式并代入数据解得:v0=4m/s
即滑块的初速度v0应为4m/s.
(2)设滑块到达P点时速度为v′,从开始到P点过程,根据动能定理,有
qE?R-mg?R-μ(mg-qE)?S=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
在P点受到的支持力提供向心力,有
FN=m
| v′2 |
| R |
代入数据,解得
F=0.3N
由牛顿第三定律得到压力也为0.3N
故运动的滑块通过P点时对轨道的压力是0.3N.
点评:本题关键灵活地选择过程运用动能定理,同时结合向心力公式求解速度.
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