如圖所示，光滑絕緣的圓形軌道BCDG位於豎直平面內，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點平滑連接，整個軌道處...

問題詳情：

如圖所示，光滑絕緣的圓形軌道BCDG位於豎直平面內，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中．現有一質量為m、帶正電的小滑塊(可視為質點)置於水平軌道上，滑塊受到的電場力大小為mg，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數為0.5，重力加速度為g．求：

(1)若滑塊從水平軌道上距離B點為s＝3R的A點由靜止釋放，求滑塊到達與圓心O等高的C點時的速度大小；

(2)在(1)的情況下，求滑塊到達C點時對軌道的作用力大小；

(3)改變s的大小，使滑塊恰好始終沿軌道滑行，且從G點飛出軌道，求滑塊在圓軌道上滑行過程中的最小速度大小．

【回答】

【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動 圓周運動 動能定理 D4 E2 I3

【*解析】 (1)　(2)mg　(3)：

[解析]  (1)設滑塊到達C點時的速度為v，由動能定理得

qE(s＋R)－μmgs－mgR＝mv2－0，

而qE＝，解得v＝.

(2)設滑塊到達C點時受到軌道的作用力大小為F，則

F－qE＝m，解得F＝mg.

根據牛頓第三定律，滑塊對軌道的作用力大小F′＝mg.

(3)要使滑塊恰好始終沿軌道滑行，則滑至圓軌道DG間某點時由電場力和重力的合力提供向心力，此時的速度最小(設為vn)，則有

＝m，解得vn＝.

【思路點撥】（1）由動能定理求滑塊的速度（2）由牛頓第二定律求出滑塊收到的作用力（3）軌道對滑塊的作用力為零時，速度最小，由牛頓第二定律可以求出最小速度.

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：計算題