如图所示,用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q.现加一水平向左的匀强电场,平衡时小球静止于M点,细线与竖直方向成θ角.(1)求匀强电场的电场强度E的

◎ 题目

如图所示,用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q.现加一水平向左的匀强电场,平衡时小球静止于M点,细线与竖直方向成θ角.
(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)在某一时刻细线断裂,同时质量也为m的不带电的一小块橡皮泥,以水平向左的速度v0击中小球并与小球结合成一体,求击中后瞬间复合体的速度大小;
(3)若原小球离地高为h,求复合体落地过程中的水平位移大小.
魔方格

◎ 答案

(1)小球受力平衡时有 Eq=mgtanθ
得  E=
mgtanθ
q

(2)橡皮泥撞击小球的过程中,水平方向动量守恒,
   mv0=(m+m)v                  
所以v=
v0
2

(3)复合体水平方向的加速度为  a=
qE
2m
=
gtanθ
2

复合体落地时间为t=

2h
g

复合体在水平方向做匀加速直线运动,水平位移为 x=vt+
1
2
at2

=
v0
2
?

2h
g
+
1
2
×
gtanθ
2
?
2h
g
=
1
2
(v0

2h
g
+htanθ)

答:(1)匀强电场的电场强度E的大小是
mgtanθ
q

(2)击中后瞬间复合体的速度大小是
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