如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩
◎ 题目
如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动,小球A、B与轴O间的距离分别为l、2l,其中小球B上带有电量为q的正电荷,小球A不带电.将轻杆转动到水平方向后,无初速释放,若已知
![]() 求:(1)轻杆转动到何位置时,小球A、B的速率达到最大. (2)若l=
某同学是这样解的:(1)目前轻杆无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,所以tanθ=qE/mg=…, (2)对从a图位置到b图位置过程用动能定理求出A、B两球的最大速率.你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果. |
◎ 答案
(1)解题方法不正确 因为当小球A、B的速度达到最大时,整个系统处于力矩平衡状态. 当系统处于力矩平衡时:MGA+M电=MGB 设此时轻杆与竖直方向夹角为θ,则 mglsinθ+Eq2lcosθ=2mglsinθ 解得:tanθ=
θ=30° (2)对从a图位置到b图位置过程用动能定理得: 2mglcos30°-mglcos30°-2qEsin30°=
解得:vA=2m/s vB=2vA=4m/s 答:(1)轻杆转动到与竖直方向成30°时,小球A、B的速率达到最大. (2)若l=
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可被视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩…”主要考查了你对 【力矩的平衡】,【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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上一篇:如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.
下一篇:质量为1kg的物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化如图所示,则()A.第1s内质点动能增加量是2JB.第2s内合外力所做的功是2JC.第2s末合外力的瞬时功率
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