Question

【題目】如圖所示，BCDG是光滑絕緣的圓形軌道，水平軌道AB也是光滑的，位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點）置于水平軌道上，滑塊受到的電場力大小等于mg，重力加速度為g．

（1）若滑塊從水平軌道上距離B點s=3R的A點由靜止釋放，滑塊到達與圓心O等高的C點時速度為多大？

（2）在（1）的情況下，求滑塊到達C點時受到軌道的作用力大�。�

（3）改變s的大小，使滑塊恰好始終沿軌道滑行，且從G點飛出軌道，求這種情況下滑塊在圓軌道上滑行過程中的最小動能．

Answer 1

【答案】（1）（2）7mg（3）

【解析】

（1）根據(jù)動能定理可求出滑塊運動到C點時的速度大小

（2）根據(jù)牛頓第二定律可以求出在C點受到軌道的壓力；

（3）知道物理最高點，在物理最高點時動能最��；

（1）設(shè)滑塊到達C點時的速度為v，從A到C過程，

由動能定理得：qE（s+R）﹣mgR=

由題，qE=mg，s=3R

代入解得，v=

（2）滑塊到達C點時，由電場力和軌道作用力的合力提供向心力，則有

N﹣qE=m

解得，N=7mg

（3）重力和電場力的合力的大小為F= mg

滑行過程中等效最高點速度最小， ,

故在圓軌道上滑行過程中的最小動能為

本題答案是：（1）（2）7mg（3）