题目

如图所示，在E＝103V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4C的小滑块质量m＝10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10m/s2 ， 求： （1） 小滑块从M点到Q点电场力做的功 （2） 要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？ （3） 这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？ 答案： 解：W=－qE·2R       W= - 0.08J 解：设小滑块到达Q点时速度为v，由牛顿第二定律得mg＋qE＝m v2R小滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得－mg·2R－qE·2R－μ(mg＋qE)x＝ 12 mv2－ 12 mv 联立方程组，解得：v0＝7m/s 解：设小滑块到达P点时速度为v′，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得－(mg＋qE)R－μ(qE＋mg)x＝ 12 mv′2－ 12 mv 又在P点时，由牛顿第二定律得FN＝m v′2R代入数据，解得：FN＝0.6N由牛顿第三定律得，小滑块通过P点时对轨道的压力FN′＝FN＝0.6N

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