如图所示,在绝缘光滑水平桌面上的左端固定挡板P,小物块A、B、C的质量均为m,A、C带电量均为+q,B不带电,A、B两物块由绝缘的轻弹簧相连接.整个装置处在场强为E,方向水平向
◎ 题目
如图所示,在绝缘光滑水平桌面上的左端固定挡板P,小物块A、B、C的质量均为m,A、C带电量均为+q,B不带电,A、B两物块由绝缘的轻弹簧相连接.整个装置处在场强为E,方向水平向左的匀强电场中,开始时A靠在挡板处(但不粘连)且A、B静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计AC间库仑力,且带电量保持不变,B、C碰后结合在一起成为一个(设在整个运动过程中,A、B、C保持在一条直线上).(提示:弹簧弹性势能Ep=
(1)若在离物块B的x远处由静止释放物块C,可使物块A恰好能离开挡板P,求距离x为多大? (2)若保持x不变,把物块C的带电量改为+2q,还是由静止释放C,则当物块A刚要离开挡板时,物块B的速度为多大? |
◎ 答案
(1)由题意知,弹簧原来处于原长,设C碰B前速度为V0,碰后速度为V1 由动能定理有:qEx=
由动量守恒有:mv0=2mv1 A恰好能离开挡板时,弹簧对A的拉力F=kx0=qE(xo是弹簧的伸长量) 对BC整体,当A恰好要离开挡板时BC的速度变为零,从碰后的瞬间开始到弹簧伸长的过程中,由能量守恒定律有:
由以上式子解得:x=
(2)当物块C的带电量变为2q 时,由动能定理有:2qEx=
由动量守恒有:mv0=2mv1 A恰好能离开挡板时,弹簧对A的拉力F=kx0=qE(xo是弹簧的伸长量) 对BC整体,当A恰好要离开挡板时BC的速度为v,从碰后的瞬间开始到弹簧伸长的过程中,由能量守恒定律有:
答:(1)距离x为
(2)物块B的速度为Eq |