如图(12)所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mA和mB。两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过

◎ 题目

如图(12)所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块AB大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mAmB。两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩.整个装置处于场强为E、方向水平向左的匀强电场中。AB开始时静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及AB间的库仑力,AB所带电荷量保持不变,B不会碰到滑轮。
(1)若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力恰为零,但不会离开P,求物块C下降的最大距离;
(2)若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?

◎ 答案

(1) (2)

◎ 解析

(1)开始时弹簧形变量为
由平衡条件:       …………………①(3分)
设当A刚离开档板时弹簧的形变量为
由:       …………………………② (3分)
故C下降的最大距离为:     ………………………………③( 2分)
由①~③式可解得       ………………………………④(2分)
(2)由能量守恒定律可知:C下落h过程中,C重力势能的减少量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和
C的质量为M时:     ……………………⑤(3分)
C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V
    ……………………⑥(3分)
由④~⑥式可解得A刚离开PB的速度为:
       …………………………………⑦(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图(12)所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mA和mB。两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  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。

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