Question

【題目】如圖所示，在的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)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)1.5m處，小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q，取g=10m/s2，求：

(1)滑塊在最高點(diǎn)速度多大？

(2)這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？

(3)滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)？

Answer 1

【答案】(1)2.828m/s(2)(3)

【解析】

(1)設(shè)小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為，則

，

解得

v=2.828m/s；

(2)設(shè)滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為，則從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程：

，

又在P點(diǎn)時(shí)：

，

代入數(shù)據(jù)，解得

；

(3)滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

，

聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得：

。