[题目]如图所示.竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m.圆心为O.下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接．一带正电q=5.0×10-3C.质量为m=3.0kg的物块(可视为质点).置于水平轨道上的A点．已知A.B两点间的距离为L=1.0m.物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2.重力加速度为g=10 m/s2.(1)若物块在A点以初速度v0向左运动.恰好能� 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，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接．一带正电q=5.0×10-3C、质量为m=3.0kg的物块(可视为质点)，置于水平轨道上的A点．已知A、B两点间的距离为L=1.0m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度为g=10 m/s2.

（1）若物块在A点以初速度v0向左运动，恰好能到达圆周的最高点D，则物块的初速度v0应为多大？

（2）若整个装置处于方向水平向左、场强大小为E=2.0×103N/C的匀强电场中（图中未画出），现将物块从A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示)；

（3）在（2）问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程．

【答案】（1）（2）arcsin （3）1.67m

【解析】试题分析：物块恰好能到达圆周的最高点D，故有：mg=m

对A到D过程，根据动能定理，有：-mg（2R）-μmgL=mvD2-mvO2

联立解得：v0=m/s

（2）对物块，假设物块能滑到C点，从A至C过程，由动能定理得：

qE（L+R）-mgR-μmgL=mvC2-0

可得vC=0，故物块始终没有脱离轨道

对物块受力分析，可知

故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上，其与圆心的连线与OB的夹角为θ，且θ=arctan1/3

（3）对物块，由释放至B点速度为0的过程中，由动能定理得：qEL—μmgs=0

解得总路程为：

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（1）

计数点	B	C	D	E
测量值/cm	1.30	2.77		6.20

（2）在打点计时器打C 点时，小车的速度vc= ______ m/s．（结果保留两位小数）

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