如图所示,AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,BCD是半径为R=0...
问题详情:
如图所示,AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道,它们相切于B点,C为圆弧轨道的最低点,整个空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下.已知斜面AB对应的高度h=0.24m,滑块带电荷q=﹣5.0×10﹣4C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小;
(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力.
【回答】
考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;牛顿第三定律.
专题: 动能定理的应用专题.
分析: (1)滑块沿斜面滑下的过程中,根据动能定理求解滑到斜面底端B点时的速度大小
(2)滑块从B 到C 点,由动能定理可得C点速度,由牛顿第二定律和由牛顿第三定律求解.
解答: 解:(1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力
f=μ(mg+qE)cos37°=0.96N
设到达斜面底端时的速度为v,根据动能定理得
(mg+qE)h﹣
解得 v 1=2.4m/s.
(2)滑块从B 到C 点,由动能定理可得:
(mg+qE)R(1﹣cos37°)=
当滑块经过最低点时,有
FN﹣(mg+qE)=
由牛顿第三定律:F′N=FN
解得:F′N=11.36N,方向竖直向下.
答:(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小是2.4m/s;
(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力是11.36N.方向竖直向下.
点评: 本题是动能定理与牛顿定律的综合应用,关键在于研究过程的选择,中等难度.
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:计算题
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