Question

（12分）如圖所示，在水平向左勻強電場中，有一光滑半圓絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R = 40cm。一帶正電荷的小滑塊質量為m =kg，已知小滑塊所受電場力，且與水平軌道間的摩擦可忽略，取g = 10m/s²，求：

（1）要小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應在水平軌道上離N點多遠處釋放？
（2）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點）

Answer 1

（1）S＝1m（2）2.4N

試題分析：（1）滑塊剛能通過軌道最高點條件是                 (3分)
滑塊由釋放點到最高點過程由動能定理：                  (2分)
代入數(shù)據(jù)得：S＝1m                                                        (1分)
（2）滑塊過P點時，由動能定理：                      (2分)
在P點由牛頓第二定律：                                   (2分)
代入數(shù)據(jù)得：N＝2.4N                                       (1分)
根據(jù)牛頓第三定律可知，軌道受到壓力大小2.4N      (1分)
點評：難度中等，明確最高點的速度不為零，在最高點時應有重力提供向心力，利用動能定理求解問題時只需注意初末位置，對運動過程可一帶而過