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如图12所示,现在有一个小物块,质量为m=80 g,带上正电荷q=2×104 C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数μ=0.2,在一个水平向左的匀强电场中,E=1×103 V/m,在水平轨道的末端N处,连接一个光滑的半圆形轨道,半径为R=40 cm,取g=10 m/s2,求                                                

(1)小物块恰好运动到轨道的最高点,那么小物块应该从水平哪个位置释放?

(2)如果在上小题的位置释放小物块,当它运动到P(轨道中点)点时对轨道的压力等于多少?

  图12

解析:(1)物块能通过轨道最高点的临界条件是mgm

解得v=2 m/s

设小物块释放位置距N处为x

Eqxμmgxmv2mg·2R

解得x=20 m,即小物块应该从在水平位置距N处为20 m处开始释放

(2)物块到P点时,mv2mgREqRmvP2解得vPm/s

FNEq解得FN=3.0 N 由牛顿第三运动定律可得物块对轨道的压力;FNFN=3.0 N

答案:(1)20 m (2)3.0 N

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