题目内容
(12分)如图所示,小球A和B带电荷量均为+q,质量分别为m和2m,用不计质量的竖直细绳连接,在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳突然断开。小球A和B之间的相互作用力忽略不计。求:
(1)该匀强电场的场强E
(2)细绳断开后A、B两球的加速度aA、aB
(3)当B球速度为零时,A球的速度大小
【答案】
(1) (2)方向向上;(负号表示方向向下)。(3)
【解析】(1)设场强为E,把小球A、B看作一个系统,由于绳未断前作匀速运动,则有: (2分)
得 (1分)
(2)细绳断后,根据牛顿第二定律,
对A有: (2分)
得方向向上; (1分)
对B有: (2分)
(负号表示方向向下)。 (1分)
(3)细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零,所以系统总动量守恒。
设B球速度为零时,A球的速度为,根据动量守恒定律,得:
(2分)
得 (1分)
思路分析:把小球A、B看作一个系统,根据整体法分析电场强度,细绳断后,根据牛顿第二定律分析, 细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零,所以系统总动量守恒。
试题点评:本题综合考查了电场强度,动量守恒,牛顿第二运动定律
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