Question

【題目】如圖所示，現(xiàn)有一個(gè)小物塊，質(zhì)量為m＝80g，帶正電荷q＝2×10－4C，與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，在水平軌道的末端N處，連接一個(gè)光滑的半圓形軌道，半徑為R＝40cm。整個(gè)軌道處在一個(gè)方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小E＝4×103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取g＝10m/s2。

(1)若小物塊恰能運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)L，那么小物塊應(yīng)從距N點(diǎn)多遠(yuǎn)處的A點(diǎn)釋放？

(2)如果小物塊在(1)中的位置A釋放，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)(軌道中點(diǎn))時(shí)軌道對(duì)它的支持力等于多少？

Answer 1

【答案】（1）20 m （2）3.0 N

【解析】（1）設(shè)滑塊與N點(diǎn)的距離為x，滑塊從靜止到達(dá)x的過程中，由動(dòng)能定理可得：

小物塊恰能運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)L，重力提供向心力，

由牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：。

（2）滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得，

在P點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律可得，，解得。