如图所示,在E=1×103N/C的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切连接,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带负电电荷量q=10-4C的小滑
◎ 题目
如图所示,在E=1×103N/C的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切连接,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带负电电荷量q=10-4C的小滑块质量m=20g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4,从位于N点右侧s=1.5m处的M点以初速度v0向左运动,取g=10m/s2. ![]() 求:(1)若滑块初速度v0为6m/s, 则滑块通过P点时对轨道的压力是多大? (2)若使小滑块在运动中不离开轨道QPN(Q点、N点除外)问小滑块从M点出发时的初速度满足什么条件? |
◎ 答案
(1)1.3N(2)v0≥4m/s或 ![]() |
◎ 解析
试题分析:(1)设小球到达P点时速度为v, 滑块从开始运动到达P点过程中,由动能定理得-mg?R+qE?R-μ(mg-qE)?S=1/2mv2—1/2 mv02 2分 代入数据解得:v2=24m/s 1分 在P点,由支持力提供向心力,由向心力公式N=mv2/ R=1.3N 2分 由牛顿第三定律得到压力也为1.3N 1分 故运动的滑块通过P点时对轨道的压力是1.3N (2)设小球恰能到达Q点时速度为v,根据向心力公式,有mg-qE=mv2/ R , 滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得 -mg?2R+qE?2R-μ(mg-qE)?S=1/2mv2—1/2 mv02 2分 联立两式并代入数据解得:v0=4m/s 1分 若滑块恰能滑到P点停止,滑块从开始运动到达P点过程中,由动能定理有 qE?R-mg?R-μ(mg-qE)?S="0—1/2" mv02 2分 代入数据解得:v02=10m/s, ![]() 综上所述,小滑块在运动中不离开轨道,小滑块从M点出发时的初速度必须满足:v0≥4m/s或 ![]() 点评:在应用动能定理求解问题时,要明确两个状态一个过程,要进行受力分析和做功分析,本题又考查了圆周运动的知识,可见是一个综合性比较强的题目 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在E=1×103N/C的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切连接,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带负电电荷量q=10-4C的小滑…”主要考查了你对 【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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