[题目]如图所示.在的竖直匀强电场中.有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在N点平滑相接.半圆形轨道平面与电场线平行.其半径.N为半圆形轨通最低点.P为圆弧的中点.一带负电的小滑块质量.与水平轨道间的动摩擦因数.位于N点右侧1.5m的M处.g取.求: (1)小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功,(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，在的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径，N为半圆形轨通最低点，P为圆弧的中点，一带负电的小滑块质量，与水平轨道间的动摩擦因数，位于N点右侧1.5m的M处，g取，求：

（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功；

（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向左运动？

（3）在第（2）问的情况下，小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

【答案】(1) ， (2) (3) 0.6N，方向水平向左

【解析】

(1)小滑块从M点到Q点重力做的功：

代入数据解得：

电场力做的功：

代入数据解得：

(2)设滑块恰好到达Q点时速度为v，则由在Q点合力提供向心力知：

滑块从M开始运动到达Q点过程中，由动能定理得：

代入数据联立解得：；

(3)设滑块到达P点时速度为，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得：

又因为在P点时，轨道对小滑块的支持力提供向心力得：

代入数据联立解得：，方向水平向右；

由牛顿第三定律知小滑块通过P点时对轨道的压力是0.6N，方向水平向左。

答：（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功，；

（2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以向左运动.

（3）小滑块通过P点时对轨道的压力是，方向水平向右.

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A.B.