Question

如圖所示，在E=10³V/m的豎直勻強電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌道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的小滑塊質量m=10g，與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.15，位于N 點右側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？

Answer 1

（1）m/s

（2）F_N=0.6N

解析:

（1）設小球到達Q點時速度為v，則  ，

滑塊從開始運動到達Q點過程中：

，

 聯立方程組，解得：m/s。

（2）設滑塊到達P點時速度為，則從開始運動到P點過程：

   ，

 又在P點時：，

代入數據，解得：F_N=0.6N。