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，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）           （2）       （3）

【解析】

试题分析：（1）从A到C的过程中，根据动能定理有

代入数据解得

（2）滑块到达C点时

得

（3）当重力和电场力的合力指向圆心是，速度最小，此时合力刚好等于向心力

所以

解得

考点：带电粒子在复合场中的运动和竖直平面内圆周运动。

点评：本题的难点是找到物理等效最高点，此点的位置是合力过圆心的位置。