如圖所示，在E＝103 V/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道CPN豎直放置，軌道與一水平絕緣軌道MN平滑連接，半圓軌道所在豎直平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，一帶正電荷q＝3×10－4 C的小滑塊質量為m＝40 g，與水平軌道間的動摩擦因數μ＝0．5，小滑塊運動過程中所帶電荷量保持不變，取g＝10 m/s2。滑塊在水平軌道上某點由靜止釋放后，恰好能運動到圓軌道的最高點C，問：
（1）小滑塊是在水平軌道上離N點多遠處釋放的？
（2）小滑塊經過C點后落地，落地點離N點的距離多大？
（3）小球在半圓軌道上運動時，對軌道的最大壓力有多大？
答案
（1）4 m
（2）0．2 m
（3）2．7N
解析
（1）設滑塊與N點的距離為L，由動能定理可得qEL－μmgL－mg·2R＝
mv2－0
小滑塊在C點時，重力提供向心力，所以
代入數據解得v＝2 m/s，L＝4 m
（2）在豎直方向上做自由落體運動，由2R＝gt2可得
在水平方向上做勻減速運動，由qE＝ma得a＝7．5 m/s2
水平的位移為x＝vt－at2，得x＝0．2 m
（3）重力與電場力的合力F合=0．5N，F合方向與CN的夾角為37°，
當滑塊運動到∠NOA= 37°時速度最大對軌道壓力最大。
由A到C過程列動能定理：-qERsin37°-mg（R+Rcos37°）=
滑塊在A點時，三個力的合力提供向心力， 
解得：FN=2．7N，軌道壓力FN′=FN=2．7N
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