解题思路:(1)A到B的过程中只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出小物块到达B点的速度大小.
(2)根据电场强度求出电场力的大小,根据竖直方向上平衡求出支持力的大小.
(3)根据速度时间公式求出匀减速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小,结合f=μN求出动摩擦因数的大小.
(1)小物块从A滑到B的过程,由机械能守恒定律得:mgR=
1
2mvB2
解得:vB=
2gR=
2×10×0.45m/s=3m/s
(2)小物块在BC轨道上受到的电场力的大小:
F电=qE=5.0×10-6×4.0×104N=0.2N
小物块受到支持力的大小:
N=mg+F电=(0.1×l0+0.2)N=1.2N
(3)小物块在BC轨道上运动受力如图所示,做匀减速直线运动的加速度:
a=
0−vB
t=
−3
1=-3m/s2
根据牛顿第二定律得:f=ma=0.1×3N=-0.3 N
负号表示摩擦力方向与小物块运动方向相反.
所以,小物块与BC间的动摩擦因数为:
μ=[f/N=
0.3
1.2]=0.25
答:(1)小物块到达B点时速度的大小为3m/s.
(2)小物块进入水平轨道BC后,受到电场力和支持力的大小分别为0.2N、1.2N.
(3)小物块与BC间的动摩擦因数为0.25.
点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;向心力;动能定理.
考点点评: 本题考查了机械能守恒定律,牛顿第二定律和运动学公式,难度不大,关键理清物体在整个过程中的运动规律,正确地进行受力分析.