题目内容

绝缘材料制成的圆柱形细管质量为4m、带电荷量为+q、管长为h,管底封闭且水平,由于空间有竖直向上的匀强电场,它刚好能竖直静止。现从其管口无初速释放一个绝缘的、不带电的、质量为m的小球(直径小于管的内径,可以视为质点),不计空气对小球和细管的作用力,在小球和细管的运动或碰撞过程中,不会改变各自的带电情况,已知重力加速度为g,问:

(1)电场强度E多大?
(2)小球第一次与管底碰撞前瞬间的速度多大?
(3)小球与管底的碰撞为弹性碰撞(机械能不变)且碰撞时间可忽略,小球第二次与管底碰前瞬间的速度多大?

(1)(2)(3)
(1)圆柱形管受力平衡
      
(2)(自由下落) 
(2)小球与管碰,且为弹性碰撞,设碰后速度分别为
     
解得:反向    
设经t时间二者二次相碰,设向下为正:
则:     即:      解得:
碰前瞬间对小球:
练习册系列答案
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