Question

【题目】如图所示，AB是位于竖直平面内、半径R=0.5m的圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E=5×103N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量q=+8×10-5C的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05，取g=10m/s2，求：

(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力；

(2)小滑块在水平轨道上向右滑过的最大距离；

(3)小滑块最终运动情况。

Answer 1

【答案】(1)FN=2.2N,方向竖直向下 (2) (3)在圆弧轨道上往复运动

【解析】解：（1）设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，对圆弧轨道最低点B的压力为FN，则

由牛顿第三定律F′N=FN

故FN=3mg-2qE=2.2N

（2）设小滑块在水平轨道上向右滑行的最大距离为x，

mgR-qE(R+x)- μmg=0

得x=m

（3）由题意知qE=8×10-5×5×103N=0.4N

μmg=0.05×0.1×10N=0.05N

因此有qE>μmg

所以小滑块最终在圆弧轨道上往复运动