题目内容
(10分)如图所示,一质量为m 的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧直立地固定于容器内壁的底部,弹簧上端经绝缘物系住一只带正电q、质量也为m的小球静止,现从加一个向上的场强为E的匀强电场起,到容器对桌面压力减为零时为止。求:
(1)小球的电势能改变量;
(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小。
解析:
(1)未加电场时,弹簧压缩了 (1分)
容器对桌面压力减为零时,弹簧的伸长量 (1分)
小球向上移动 x=x1+x2= (1分)
小球的电势能减少了 (3分)
(2)弹簧初态的压缩量与末态的伸长量相等,故弹性势能的改变量为零.因此电势能的减少量等于小球的动能和重力势能的增量。
即 (2分)
(2分)
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