Question

（10分）如圖所示，在的豎直勻強(qiáng)電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌QPN與一水平絕緣軌道MN連接，半圓形軌道平面與電場線平行，P為QN圓弧的中點(diǎn)，其半徑R=40cm，一帶正電q=10^-4C的小滑塊質(zhì)量m=10g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，位于N點(diǎn)右側(cè)x=1.5m處，取g=10m/s²，求：

（1）要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q，則滑塊應(yīng)以多大的初速度v₀向左運(yùn)動(dòng)？
（2）這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？

Answer 1

（1）（2）

解析試題分析：（1）設(shè)小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為，則（2分）
滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)Q點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理得
（2分）
聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得：（1分）
（2）設(shè)滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為，則從開始運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過程：
（2分）
又在P點(diǎn)時(shí)：（2分）
代入數(shù)據(jù)，解得（1分）
考點(diǎn)：考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：難度中等，帶電粒子在電場、重力場中的運(yùn)動(dòng)，由于電場力和重力做功均與路徑無關(guān)，利用動(dòng)能定理求解問題相對(duì)要簡單