Question

【题目】如图所示，质量为0.2kg的物体带正电，其电量为4×10﹣4C，从半径为0.3m光滑的 圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点，然后继续沿水平面滑动．物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4，整个装置处于E=103N/C的竖直向下的匀强电场中．（g取10m/s2）求：

（1）物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力；
（2）物体在水平面上滑行的最大距离．

Answer 1

【答案】
（1）解：对物体从A运动到B由动能定理有：

物体运动到B点由牛顿第二定律有：

由牛顿第三定律有：N′=N

代入数据得N′=7.2N

故物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力为7.2N．

（2）解：对全程同样由动能定理有：mgR+qER﹣μ（mg+qE）L=0

代入数据得：L=0.75m

故物体在水平面上滑行的最大距离为0.75m．

【解析】（1）根据动能定理求出物体运动到B点的动能，在B点，在竖直方向上受到重力、电场力和支持力，三个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出物体对轨道的压力．（2）对物体静止释放到最终速度为零整个过程运用动能定律，求出物体在水平面上滑行的最大距离．
【考点精析】关于本题考查的向心力和动能定理的综合应用，需要了解向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小；向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力；应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能得出正确答案．