Question

【題目】如圖，AB是長(zhǎng)L＝lm的絕緣水平面，BD段為半徑R＝0.2m的絕緣光滑半圓軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)，軌道AB處于在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝4.0×102V/m． 一質(zhì)量為m＝2.0×10－2kg，所帶電荷量q＝＋5.0×10－4C的小球，以v0＝4.0m/s的速度從A點(diǎn)沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入半圓軌道后， 恰能通過(guò)最高點(diǎn)D，g取10m/s2（小球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移），求：

（1）滑塊通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（2）滑塊在B點(diǎn)時(shí)，滑塊對(duì)軌道壓力大��；

（3）軌道AB與小球的動(dòng)摩擦因數(shù)．

Answer 1

【答案】（1）m/s ；（2）1.2N （3）0.15N

【解析】

本題考查動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的應(yīng)用。

（1）由題可知，小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)D，此時(shí)重力提供向心力，則由向心力公式：

解得：

（2）從B到D由動(dòng)能定理可知：

解得：

在B點(diǎn)，由重力和支持力的合力提供向心力，則有：

解得：

所以軌道對(duì)小球的支持力為1.2N。

（3）由題可知，小球在AB段做勻減速運(yùn)動(dòng)，由受力分析可知：

解得：