综合题17.0分
物理

如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量m=0.04kg,电量q=+2×10-4C的可视为质点的带电滑块与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出滑块,滑块从水平台右端A点水平飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下,在经过C点时没有动能损失。已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道与水平方向夹角为α=37°,倾斜轨道长为L=2.0m,带电滑块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD(足够长)与半径R=0.2m的光滑竖直圆轨道相连,所有轨道都绝缘,运动过程滑块的电量保持不变。只有在竖直圆轨道处存在方向竖直向下,场强大小为E=2×103V/m的匀强电场。cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2。求:

15.滑块运动到B点时重力的瞬时功率和被释放前弹簧的弹性势能EP

16.滑块能否通过圆轨道最高点,若不能通过请说明理由;若能通过请求出滑块在最高点时对轨道压力N的大小。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

  

解析

释放弹簧过程中,弹簧推动物体做功,弹簧弹性势能转变为物体动能:

物体从AB做平抛运动:

B点,由题意有:

联解上式代入数据得:

考查方向

平抛运动,动能定理

解题思路

分析运动状态

易错点

对动能定理的掌握

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解得:N=2.6N

解析

受力及各力做功的情况,求出总功:

B点,由题意有:

设滑块恰能过竖直圆轨道最高点,则:

B到圆轨道最高点,由动能定理有:

联立上式得:

,故滑块能够通过最高点。

在最高点时,设滑块对轨道的压力为N,轨道对滑块支持力为N′,有

解得:N=2.6N

考查方向

动能定理

解题思路

选取研究对象,明确并分析运动过程。

易错点

分析受力