(18分)玩具小车连同固定在小车上的水平皮带运输机总质量M=2kg,静止在光滑水平面上;皮带顺时针转动,相对小车的速度保
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解题思路:

(1)小物块与传送带之间有相对运动,产生滑动摩擦力,设物块和小车的加速度分别为

,则有

设经过时间

t

,物块和传送带速度相等,此后物块和传送带之间没有相对运动没有摩擦力,物块不再减速,小车不再加速,此时,小车速度最大

而小车和传送带之间的相对速度

=

3

m

/

s

,所以传送带速度

整理得

(2)①物块带正电,若电场方向竖直向下,沿轨道上升的高度

,物块就会不脱离轨道,

根据动能定理有

整理得

即竖直向下的电场强度

时粒子不会脱离轨道

②若电场方向竖直向下,若小球能够通过最高点,物块也不会脱离轨道

根据动能定理有

要通过圆周运动最高点:

解得

③根据②分析可知,电场竖直向下

时,电场力重力都做负功,粒子都可以通过最高点,那么电场方向竖直向上,电场力小于重力时,粒子同样可以通过最高点。

④若电场方向竖直向上,且电场力大于重力,则粒子若在

C

点脱离轨道做离心运动则有

整理得

综上,电场方向竖直向下,

或者

粒子不会脱离轨道

电场方向竖直向上,

,粒子不会脱离轨道

(1)

(2)电场方向竖直向下,

或者

粒子不会脱离轨道;    电场方向竖直向上,

,粒子不会脱离轨道

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