Question

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)E=1×104 V/m，方向水平向右，ABCD為豎直放置在電場(chǎng)中的絕緣導(dǎo)軌，半圓形軌道BCD光滑，半徑R=0.1m，B為圓軌道最低點(diǎn)，水平軌道與其相切于B點(diǎn)，水平軌道粗糙，AB=2R。一質(zhì)量m=0.1kg、帶正點(diǎn)電荷量q=1×104C的小滑塊在A點(diǎn)有一個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大��；

（2）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大��；

（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明小滑塊能否到達(dá)最高點(diǎn)D點(diǎn)。

Answer 1

【答案】（1）（2）7N（3）能通過(guò)，速度為

【解析】

(1)小球由A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程.由動(dòng)能定理，有：

代入數(shù)據(jù)解得：vc=m/s

(2)對(duì)小球在C點(diǎn)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(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為7 N.

(3)小球能通過(guò)D點(diǎn)的最小速度為v，則有：

解得：v=1m/s

如果小滑塊能到達(dá)D點(diǎn)，從C點(diǎn)到D點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理有：

解得，由于，所以能通過(guò)最高點(diǎn)D.

答：（1）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大小m/s；

（2）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小FN= 7N；

（3）小滑塊能到達(dá)最高點(diǎn)D點(diǎn)，速度為。