（15分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強電場。一絕緣U形彎桿由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)MAP組成，固定在紙面所在的豎直平面內(nèi)。PQ、MN水平且足夠長，NMAP段是光滑的�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小環(huán)套在MN桿上，它所受電場力為重力的3/4（重力加速度為g）。現(xiàn)在M右側(cè)D點由靜止釋放小環(huán)，小環(huán)剛好能到達P點。

（1）求D、M間的距離X0；

（2）求上述過程中小環(huán)第一次通過與O等高的A點時彎桿對小環(huán)作用力的大�。�

（3）若小環(huán)與PQ間動摩擦因數(shù)為μ（設(shè)最大靜摩擦力與動摩擦力大小相等且大于電場力），現(xiàn)將小環(huán)移至M點右側(cè)4R處由靜止開始釋放，球小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功。

 

【答案】

⑴⑵⑶

【解析】

試題分析：（1）（5分）從D點到P點，由動能定理得：

得

（2）（5分）從P到A點，由動能定理得：

在A點，由牛頓第二定律得：   得：

（3）（5分）從M點右側(cè)4R處釋放，到達P點： ，

小球到達P點后向右運動位移x后速度為零，

根據(jù)動能定理有：qE 4R－mg2R－qE x－µmg.x=0－0

所以克服摩擦力所做的功為

 

考點：本題考查動能定理。

 

練習冊系列答案
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（2008?廣州二模）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強電場，同一豎直平面內(nèi)水平拉直的絕緣細線一端系一帶正電的小球，另一端固定于0點，已知帶電小球受到的電場力大于重力，小球由靜止釋放，到達圖中豎直虛線前小球做（　　）

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（1）小滑塊離開軌道時的速度大�。�
（2）小滑塊在軌道上運動的過程中，摩擦力所做的功．

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（1）若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動，初速度v0至少為多少
（2）若v0=3.8m/s，經(jīng)過一段時間小球到達最高點，內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N，則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
（3）若v0=3.9m/s，經(jīng)過足夠長的時間后，小球?qū)⒃贐AD間做往復運動，則小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少？小球在整個運動過程中減少的機械能是多少．

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