Question

（13分）如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.

(1)若滑块从水平轨道上距离B点s＝3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？
(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小；
(3)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

Answer 1

(1)  (2)  ()3

（1）对滑块从A点到C点应用动能定理得：，
解得：
(2)设滑块在C点时受到轨道的作用力为F，由牛顿第二定律知：,
解得：
（3）要使滑块恰好沿轨道运动时，则滑到DG之间某点时速度最小，此时满足重力和电场力的合力提供向心力，有：，解得：
试题分析：