Question

【題目】如圖所示，AB是位于豎直平面內、半徑R=0.5m的圓弧形的光滑絕緣軌道，其下端點B與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中，電場強度E=5×103N/C.今有一質量為m=0.1kg、帶電荷量q=+8×10-5C的小滑塊（可視為質點）從A點由靜止釋放.若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.05，取g=10m/s2，求：

(1)小滑塊第一次經過圓弧形軌道最低點B時對B點的壓力；

(2)小滑塊在水平軌道上向右滑過的最大距離；

(3)小滑塊最終運動情況。

Answer 1

【答案】(1)FN=2.2N,方向豎直向下 (2) (3)在圓弧軌道上往復運動

【解析】解：（1）設小滑塊第一次到達B點時的速度為vB，對圓弧軌道最低點B的壓力為FN，則

由牛頓第三定律F′N=FN

故FN=3mg-2qE=2.2N

（2）設小滑塊在水平軌道上向右滑行的最大距離為x，

mgR-qE(R+x)- μmg=0

得x=m

（3）由題意知qE=8×10-5×5×103N=0.4N

μmg=0.05×0.1×10N=0.05N

因此有qE>μmg

所以小滑塊最終在圓弧軌道上往復運動