[题目]如图所示.在V/m的水平向左的匀强电场中.有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置.且与一水平绝缘轨道MN相切于N点.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C的小滑块质量为m=50g.与水平轨道间的动摩擦因数.取g=10m/s2.问:(1)要使小滑块恰好运动到半圆轨道最高点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� 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，在V/m的水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，且与一水平绝缘轨道MN相切于N点，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C的小滑块质量为m=50g，与水平轨道间的动摩擦因数，取g=10m/s2，问：

（1）要使小滑块恰好运动到半圆轨道最高点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）这样释放的滑块到达C点后继续运动，最终落地，落地点离N点的距离多大？落地时的速度多大？（结果保留根号）

【答案】（1）10 m（2）1.8N（3）0.64 m；

【解析】

（1）设滑块与N点的距离为L，分析滑块的运动过程，由动能定理可得，

小滑块在C点时，重力提供向心力，所以

代入数据解得

v=2 m/s，L=10 m

（2）滑块到达P点时，对全过程应用动能定理可得，

在P点时由牛顿第二定律可得，

代入数据解得

由牛顿第三定律可得，滑块通过P点时对轨道压力的大小是1.8N

（3）小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，由

可得滑块运动的时间为

得

t=0.4 s

滑块在水平方向上只受到电场力的作用，做匀减速运动，由牛顿第二定律可得

qE=ma

所以加速度

a=2m/s2

水平的位移为

代入解得

x=0.64 m

滑块落地时竖直方向的速度的大小为

水平方向的速度的大小为

解得

落地时速度的大小为

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电流表(0～0.6A，内阻为0.5Ω)

滑动变阻器(0～5Ω)

电源(电动势3V，内阻不计)

开关和导线若干

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A.关闭电源，取下纸带

B.接通电源后，放开小车

C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

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