Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為0.2kg的物體帶正電，其電量為4×10﹣4C，從半徑為0.3m光滑的 圓弧滑軌上端A點(diǎn)由靜止下滑到底端B點(diǎn)，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)．物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．（g取10m/s2）求：

（1）物體運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（2）物體在水平面上滑行的最大距離．

Answer 1

【答案】
（1）解：對(duì)物體從A運(yùn)動(dòng)到B由動(dòng)能定理有：

物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)由牛頓第二定律有：

由牛頓第三定律有：N′=N

代入數(shù)據(jù)得N′=7.2N

故物體運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為7.2N．

（2）解：對(duì)全程同樣由動(dòng)能定理有：mgR+qER﹣μ（mg+qE）L=0

代入數(shù)據(jù)得：L=0.75m

故物體在水平面上滑行的最大距離為0.75m．

【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理求出物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的動(dòng)能，在B點(diǎn)，在豎直方向上受到重力、電場(chǎng)力和支持力，三個(gè)力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出支持力的大小，從而得出物體對(duì)軌道的壓力．（2）對(duì)物體靜止釋放到最終速度為零整個(gè)過程運(yùn)用動(dòng)能定律，求出物體在水平面上滑行的最大距離．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的向心力和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用，需要了解向心力總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大��；向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力；應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡捷才能得出正確答案．