题目内容
如图所示,在E=103 V/m的水平匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道OPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为ON圆弧的中点,其半径R=40cm。一带正电q=10-4 C的小滑块质量m=10 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2;求:(1)小滑块恰能运动到圆轨道的最高点O时,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P点时对轨道的压力是多大
解:(1)由动能定理,设过O点的速度为vqEL-2mgR-μmgL=mv2/2(3分)恰能过最高点的条件为mg=mv2 /R (3分)解得:L=1.25 m(2分)(2)设滑块在P点的速度为v1qE(L+R)-mgR-μmgL=mv12/2(3分)设滑块在P点所受的压力为N,N-qE=mv12/R(2分)解得:N=0.6 N(2分)由牛顿第三定律,滑块通过P点时对轨道的压力大小为0.6 N(1分)
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