- 试题详情及答案解析
- （15分）如图所示，光滑绝缘的圆形轨道BCDG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．求：
(1)若滑块从水平轨道上距离B点为s＝3R的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时的速度大小；
(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时对轨道的作用力大小；
(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．- 答案：见解析。
- 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＝
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的作用力大小F′＝.
(3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点时由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小(设为vn)，则有m
解得
考点：本题考查电场、重力场的叠加，动能定理、牛二律等知识。