如图所示,在E=1000V/M的竖直匀强电场,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平轨道MN连接,半圆形轨道平面 10
与电场线平行,P为QM圆弧的中心,其半径R+40M,一带正电Q=10负四次方C的小滑块,质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因素U=0.15,位于N点右侧X=1.5M处,...
与电场线平行,P为QM圆弧的中心,其半径R+40M,一带正电Q=10负四次方C的小滑块,质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因素U=0.15,位于N点右侧X=1.5M处,取G=10m/s平方求要使滑块恰能运动到圆轨道的最高点,则滑块需要多大的初速度向左运动 2)这样运动的滑块同过P点对轨道的压力是多大
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解:(1)设滑块与N点的距离为L,
分析滑块的运动过程,由动能定理可得,
qEL-μmgL-mg•2R=
1
2
mv2-0
小滑块在C点时,重力提供向心力,
所以 mg=m
v2
R
代入数据解得 v=2m/s,L=20m.
(2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得,
qE(L+R)-μmgL-mg•R=
1
2
mvP2-0
在P点时由牛顿第二定律可得,
N-qE=m
v
2
p
R
解得N=1.5N
由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.
答:(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点20m处释放.
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.
分析滑块的运动过程,由动能定理可得,
qEL-μmgL-mg•2R=
1
2
mv2-0
小滑块在C点时,重力提供向心力,
所以 mg=m
v2
R
代入数据解得 v=2m/s,L=20m.
(2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得,
qE(L+R)-μmgL-mg•R=
1
2
mvP2-0
在P点时由牛顿第二定律可得,
N-qE=m
v
2
p
R
解得N=1.5N
由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.
答:(1)要小滑块能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点20m处释放.
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.
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