题目

题型：不详难度：来源：

如图所示，在一个大小为E=10³V/m，方向水平向左的匀强电场中，有一个小物块，质量为m=80g，带正电，电量q=2×10^-4C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ=0.2，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g=10m/s²，求：
（1）若小物块恰好能运动到轨道的最高点，求小物块在水平轨道上的释放点距离N点多远？
（2）如果在第（1）问的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多大？

答案

（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是mg=m

v2

R

，
设小物块释放位置距N处为S，则由动能定理
qEs-μmgs-2mgR=

1

2

mv2
代入数据解得s=20m．
（2）P点到最高点由动能定理：-qER-mgR=

1

2

mv2-

1

2

mvp2．
物块到P点时，FN-qE=m

vp2

R

代入数据解得F_N=3.0N
根据牛顿第三定律得，压力也为3.0N．
答：（1）小物块在水平轨道上的释放点距离N点20m．（2）当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于3.0N．