Question

【題目】如圖所示，在距離某水平面高2h處有一拋出位置P，在距P的水平距離為S=1m處有一光滑豎直擋板AB，A端距該水平面距離為h=0.45m，A端上方整個區(qū)域內加有水平向左的勻強電場；B端與半徑為R=0.9m的的光滑圓軌道BC連接. 當傳送帶靜止時，一帶電量大小為,質量為0.18kg的小滑塊,以某一初速度v0從P點水平拋出，恰好能從AB擋板的右側沿ABCD路徑運動到D點而靜止，重力加速度 g=10m/s2. 請完成下列問題

（1）求出所加勻強電場的場強大小;

（2）當滑塊剛運動到C點時,求出對圓軌道的壓力;

（3）若傳送帶轉動,試討論滑塊達到D時的動能Ek與傳送帶速率的關系.

Answer 1

【答案】（1）

（2） 9N

（3）若傳送帶逆時針轉動時,滑塊運動的規(guī)律與傳送帶靜止不動相同,故滑塊到D點的動能為零,與傳送帶的速度無關.

若傳送帶順時針轉動時,滑到D點的動能與傳送帶速率的關系是

【解析】(1)設物塊從P到A運動的時間為t,水平方向的加速度大小為a,物塊能夠沿AB下滑,說明在A點時水平方向速度為零,則:

水平方向 ,其中:

豎直方向

聯立解得:

(2)從A點到C點根據動能定理可得

其中

在C點根據牛頓第二定律可得

聯立解得:

根據牛頓第三定律可得壓力大小為9N

(3)若傳送帶逆時針轉動時,滑塊運動的規(guī)律與傳送帶靜止不動相同,故滑塊到D點的動能為零,與傳送帶的速度無關.

若傳送帶順時針轉動,設傳送帶使得物體一直加速的速度大小為,則

當傳送帶靜止時,有

解得：

所以傳送帶順時針轉動時,滑到D點的動能與傳送帶速率的關系是

故本題答案是：(1) (2) 9N

（3）若傳送帶逆時針轉動時,滑塊運動的規(guī)律與傳送帶靜止不動相同,故滑塊到D點的動能為零,與傳送帶的速度無關.

若傳送帶順時針轉動時,滑到D點的動能與傳送帶速率的關系是