Question

如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.

(1)若滑块从水平轨道上距离B点s＝3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？

(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小；

(3)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

 

Answer 1

【答案】

(1) v＝ (2) F＝mg (3)

【解析】

试题分析：(1)设滑块到达C点时的速度为v，由动能定理得qE(s＋R)－μmgs－mgR＝mv²－0

而qE＝，解得v＝

(2)设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F，则F－qE＝m

解得F＝mg

(3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小(设为v_n)，则有，解得 

考点：带电粒子在复合场中的运动 动能定理 圆周运动 牛顿第二定律