Question

（12分）如圖所示，在水平向左勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)線平行，其半徑R = 40cm。一帶正電荷的小滑塊質(zhì)量為m =kg，已知小滑塊所受電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點(diǎn)多遠(yuǎn)處釋放？
（2）這樣釋放的滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點(diǎn)）

Answer 1

（1）S＝1m（2）2.4N

試題分析：（1）滑塊剛能通過軌道最高點(diǎn)條件是                 (3分)
滑塊由釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)過程由動(dòng)能定理：                  (2分)
代入數(shù)據(jù)得：S＝1m                                                        (1分)
（2）滑塊過P點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理：                      (2分)
在P點(diǎn)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(diǎn)評(píng)：難度中等，明確最高點(diǎn)的速度不為零，在最高點(diǎn)時(shí)應(yīng)有重力提供向心力，利用動(dòng)能定理求解問題時(shí)只需注意初末位置，對(duì)運(yùn)動(dòng)過程可一帶而過