如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R=0.4m，一帶正電荷q=10-4C的小滑塊質(zhì)量為m=0.04kg，小滑塊與水平軌道間的動摩因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2，求：
（1）要小滑塊能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放？
（2）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點）
分析：（1）在小滑塊運動的過程中，摩擦力對滑塊和重力做負(fù)功，電場力對滑塊做正功，根據(jù)動能定理可以求得滑塊與N點之間的距離；
（2）在P點時，對滑塊受力分析，由牛頓第二定律可以求得滑塊受到的軌道對滑塊的支持力的大小，由牛頓第三定律可以求滑塊得對軌道壓力；
解答：解：（1）設(shè)滑塊與N點的距離為L，
分析滑塊的運動過程，由動能定理可得，
qEL-μmgL-mg?2R=
1
2
mv2-0
小滑塊在C點時，重力提供向心力，
所以 mg=m
v2
R

代入數(shù)據(jù)解得 v=2m/s，L=20m．
（2）滑塊到達P點時，對全過程應(yīng)用動能定理可得，
qE（L+R）-μmgL-mg?R=
1
2
mvP2-0
在P點時由牛頓第二定律可得，
N-qE=m
v
2
p
R

解得N=1.5N   
由牛頓第三定律可得，滑塊通過P點時對軌道壓力是1.5N．
答：（1）要小滑塊能運動到圓軌道的最高點L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點20m處釋放．
（2）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是1.5N．
點評：本題中涉及到的物體的運動的過程較多，對于不同的過程要注意力做功數(shù)值的不同，特別是在離開最高點之后，滑塊的運動狀態(tài)的分析是本題中的難點，一定要學(xué)會分不同的方向來分析和處理問題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?安徽模擬）如圖所示，在E=1×103V/m的豎直勻強電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌QPN與一水平絕緣軌道MN連接，半圓形軌道平面與電場線平行，P為QN圓弧的中點，其半徑R=40cm，一帶正電q=10-4C的小滑塊質(zhì)量m=10g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15，位于N點右側(cè)1.5m處，取g=10m/s2，求：
（1）要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q，則滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運動？
（2）這樣運動的滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R=40cm，一帶正電荷q=10-4C的小滑塊質(zhì)量為m=40g，與水平軌道間的動摩因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：
（1）小滑塊由靜止釋放，如果恰能通過圓軌道的最高點L，通過L的速度是多少？
（2）要小滑塊恰能通過圓軌道的最高點L，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在E=103V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R=40cm，一帶正電荷q=10-4C的小滑塊質(zhì)量為m=40g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，問：
（1）要小滑塊能運動到圓軌道的最高點C，滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放？
（2）這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大？（P為半圓軌道中點）
（3）小滑塊經(jīng)過C點后最后落地，落地點離N點的距離多大？落地時的速度是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?商丘二模）如圖所示，在E=1×103N/C的豎直勻強電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌道QPN豎直放置與一水平絕緣軌道MN相切連接，P為QN圓弧的中點，其半徑R=40cm，一帶負(fù)電電荷量q=10-4℃的小滑塊質(zhì)量m=20g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，從位于N點右側(cè)s=1.5m處以初速度v0向左運動，取g=10m/s2．求：
（1）要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q，則滑塊的初速度v0應(yīng)多大？
（2）這樣運動的滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？

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