如图所示,在E=10 3 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-02
如图所示,在E = 10 3 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道

(1)20m(2)1.5N 试题分析:(1)滑块刚能通过轨道最高点条件是 滑块由释放点到最高点过程由动能定理: 代入数据得:S=20m(2)滑块过P点时,由动能定理: 在P点由牛顿第二定律: 代入数据得:N=1.5N点评:本题难度较小,明确通过圆周最高点的临界速度,应用动能定理主要是确定两个状态和一个过程,重力和电场力做功只与初末位置有关,与路径无关

(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:qEL-μmgL-mg?2R=12mv2-0小滑块在C点时,重力提供向心力,所以有:mg=mv2R,代入数据解得:v=2m/s,L=20m.(2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得:qE(L+R)-μmgL-mg?R=12mvP2-0在P点时由牛顿第二定律可得:N-qE=mv2PR,代入数据得:N=1.5N;由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.(3)小滑块经过C点,在竖直方向上做的是自由落体运动,由2R=12gt2可得滑块运动的时间t为,代入数据得:t=0.4s,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,所以加速度为:a=2.5m/s2,水平的位移为:x=vt-12at2代入解得:x=0.6m.答:(1)释放点到N的距离距离为20m;(2)滑块通过P点时对轨道压力是1.5N;(3)滑块落地点离N点的距离为0.6m.

(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,
qEL-μmgL-mg?2R=
1
2
mv 2 -0
小滑块在C点时,重力提供向心力,
所以 mg=m
v 2
R

代入数据解得 v=2m/s,L=20m.
(2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得,
qE(L+R)-μmgL-mg?R=
1
2
mv P 2 -0
在P点时由牛顿第二定律可得,
N-qE=m
v 2P
R

解得N=1.5N   
由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.
(3)小滑块经过C点,在竖直方向上做的是自由落体运动,
由2R=
1
2
gt 2 可得滑块运动的时间t为,
t=