题目内容

如图所示,两个形状、大小相同的钢球A、B,A球质量为1.5kg, B球质量为0.5kg开始A球不带电,静止在高h=0.88m的光滑平台上,B球带0.3C的正电荷,用长L=1m的细线悬挂在平台上方,整个装置放在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=10N/C.现将细线拉开角度α=600后,由静止释放B球,B球在最低点与A球发生对心碰撞,碰撞时无机械能损失,若碰后不考虑A、B球的相互作用,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:

  (1)B球刚摆到最低点时的速率;

  (2)A球从离开平台到着地时的水平位移大小.

 

(1)对B球:从静止释放至摆到最低点过程中,根据动能定理,有

                ①    (4分)

         代入数据,解得B球在最低点的速率     v=4m/s    (2分)

 (2) B球与A球碰撞过程中,两球所组成的系统动量守恒,动能不损失,取水平向右为正方向,有 mBv=mBv1+mAv2         ②      (2分)

                         ③           (2分)

      联立②、③,解得B球速度v1=-2m/s          (1分)

A球速度为v2=2m/s          (1分)

     根据电荷守恒定律得,碰后A球带电量qA=0.15C  (1分)

A球离开平台后,由牛顿第二定律得         ④     (2分)

故竖直方向的加速度

              (1分)

   A球从离开平台至着地过程中,

   由得    (2分)                                  

  水平位移大小S=v2t=2×0.4m=0.8m           (1分)

解析:略

 

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