如图所示，现有一个带正电小物块，质量m＝20g，电荷量q＝2×10－4C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2...

问题详情：

如图所示，现有一个带正电小物块，质量m＝20 g，电荷量q＝2×10－4 C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2，处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝1×103 V/m．在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径R＝40 cm，取g＝10 m/s2，求：

⑴若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块在轨道最高点时速度的大小；

⑵若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块应该从距N点多远处由静止释放？

⑶若在上小题的位置释放小物块，则在从释放到最高点的过程中，小物块在距水平地面多高处动能最大？（结果可保留根号）

【回答】

⑴物块能通过轨道最高点的临界条件是mg＝m    （2分）

解得v＝2 m/s                                        （2分）

⑵设小物块释放位置距N处为x

Eqx-μmgx- mg·2R=mv2                             （3分）

解得x＝1.25m                                      （2分）

即小物块应该从在水平位置距N处为1.25 m处开始释放

⑶因为Eq=0.2N，  mg=0.2N    所以Eq=mg              （2分）

 当电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，也就是动能最大。

 此时，物块与圆心连线与竖直方向成45°，               （2分）

则h=R-Rcos45°=m=0.12m                          （2分）

知识点：静电场及其应用单元测试

题型：计算题