Question

【題目】如圖所示,勻強電場E=1×104 V/m，方向水平向右，ABCD為豎直放置在電場中的絕緣導軌，半圓形軌道BCD光滑，半徑R=0.1m，B為圓軌道最低點，水平軌道與其相切于B點，水平軌道粗糙，AB=2R。一質(zhì)量m=0.1kg、帶正點電荷量q=1×104C的小滑塊在A點有一個水平向右的初速度v0=2m/s。已知水平軌道與小滑塊之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小滑塊到達C點時速度大��；

（2）小滑塊到達C點時對軌道壓力大��；

（3）通過計算說明小滑塊能否到達最高點D點。

Answer 1

【答案】（1）（2）7N（3）能通過，速度為

【解析】

(1)小球由A點到C點的過程.由動能定理，有：

代入數(shù)據(jù)解得：vc=m/s

(2)對小球在C點的受力情況，由牛頓第二定律得：

解得：FN= 7N

由牛頓第三定律知，小球在C點對軌道的壓力大小為7 N.

(3)小球能通過D點的最小速度為v，則有：

解得：v=1m/s

如果小滑塊能到達D點，從C點到D點根據(jù)動能定理有：

解得，由于，所以能通過最高點D.

答：（1）小滑塊到達C點時速度大小m/s；

（2）小滑塊到達C點時對軌道壓力大小FN= 7N；

（3）小滑塊能到達最高點D點，速度為。