Question

【題目】如圖所示，現(xiàn)有一個(gè)小物塊，質(zhì)量為m=80g，帶上正電荷．與水平的軌道之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù),在一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，，在水平軌道的末端N處，連接一個(gè)光滑的半圓形軌道，半徑為R=40cm，取g=10m/s2．求：

（1）小物塊恰好運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)，那么小物塊應(yīng)該從水平位置距N處多遠(yuǎn)處由靜止釋放？

（2）如果在（1）小題的位置釋放小物塊，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P（軌道中點(diǎn)）點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于多少？

Answer 1

【答案】（1）s=20m （2）

【解析】

試題分析：（1）物塊能通過(guò)軌道最高點(diǎn)的臨界條件是僅重力提供向心力，則有：

解得：

設(shè)小物塊釋放位置距N處為s，根據(jù)能量守恒得：

解得s=20m

即小物塊應(yīng)該從在水平位置距N處為20m處開(kāi)始釋放．

（2）物塊到P點(diǎn)時(shí)，

解得

在P點(diǎn)，由電場(chǎng)力與軌道的彈力的合力提供向心力，則有：

解得FN=3．0N

由牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律可得物塊對(duì)軌道的壓力：