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如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块由静止释放,如果恰能通过圆轨道的最高点L,通过L的速度是多少?
(2)要小滑块恰能通过圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
分析:(1)复合场的等效最高点在L点的右侧,所以小滑块过L点的条件是:重力恰好提供向心力;
(2)从释放点到最高点的过程中,重力和电场力对小滑块做功,根据动能定律即可求得结果.
解答:解:(1)滑块刚能通过轨道最高点条件是mg=m
v2
R

代入数据得:v=
Rg
=2
m/s
(2)滑块由释放点到最高点过程由动能定理:
Eqs-μmgS-mg2R=
1
2
mv2

整理得:S=
m(
1
2
v2+2gR)
Eq-μmg

代入数据得:S=20m
答:(1)小滑块恰能通过圆轨道的最高点L,通过L的速度是2m/s;
(2)滑块应在水平轨道上离N点20m远处释放.
点评:本题中涉及到的物体的运动的过程较多,对于不同的过程要注意力做功数值的不同,一定要学会分不同的方向来分析和处理问题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?安徽模拟)如图所示,在E=1×103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电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处,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=0.4m,一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=0.04kg,小滑块与水平轨道间的动摩因数μ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,问:
(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)
(3)小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离多大?落地时的速度是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?商丘二模)如图所示,在E=1×103N/C的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切连接,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带负电电荷量q=10-4℃的小滑块质量m=20g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4,从位于N点右侧s=1.5m处以初速度v0向左运动,取g=10m/s2.求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块的初速度v0应多大?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?

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