[题目]如图所示.绝缘轨道CDGH位于竖直平面内.圆弧段DG的圆心角为θ=37°.DG与水平段CD.倾斜段GH分别相切于D点和G点.CD段粗糙.DGH段光滑.在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板.整个轨道处于场强为E=1×104N/C.水平向右的匀强电场中.一质量m=4×10-3kg.带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放.经挡板碰撞后滑回到CD� 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，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为θ=37°，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E=1×104N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4×10-3kg、带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。求：

（1）滑块在GH段上的加速度；

（2）滑块与CD段之间的动摩擦因数；

（3）滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为：由于仅在CD段上有摩擦损耗，所以，滑块到达P点速度减为零后将不再运动，在CD段上运动的总路程为L+=1.2m。你认为该同学解法是否合理？请说明理由，如果错误，请给出正确解答。

【答案】（1），（2）0.25，（3）。

【解析】

（1）GH段的倾角θ=37°，滑块受到的重力：

mg=0.04N

电场力：

qE=0.03N

qEcosθ=mgsinθ=0.024N

故加速度a=0；

（2）滑块由C处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P点的过程中，由动能定理得：

解出：；

（3）该同学观点错误，滑块在CD段上受到的滑动摩擦力：

Ff=mg=0.01N

小于0.03N的电场力，故不可能停在CD段；

滑块最终会在DGH间来回往复运动，到达D点的速度为0，全过程由动能定理得：

解出：s==3L=2.4m。

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