(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
| (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，相对小车的速度保持为  =3m/s；可视为质点的带正电小物块质量m＝1kg，电荷量q=0.01C，以水平初速 ＝9m/s从皮带左端滑上皮带；皮带与小物块间动摩擦因数 ＝0.8，设整个装置绝缘，小物块在运动过程中q保持不变，g取10m/s 2 。 （1）若皮带足够长，求小物块刚滑上传送带时，物块、小车的加速度大小？小车最终能达到最大速度？ （2）小车右侧足够远处有一内壁光滑、绝缘的竖直圆形轨道，其半径R="0.25m" 。轨道最下端C点与AB等高，C点处有一小缺口，可以让绝缘小物块射入圆形轨道内。小物块以  ＝5m/s的速度从C处的小缺口冲入圆轨道，在其冲入瞬间，轨道所在空间立即施加一竖直方向的匀强电场。若要使小物块不脱离圆轨道，则匀强电场的大小与方向应满足什么条件？ |
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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
和
，则有
设经过时间
而小车和传送带之间的相对速度
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
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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