题目内容
如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功 ,在竖直位置处两球的总动能 .
【答案】分析:首先跟据所受电场力情况,判断出杆是顺时针还是逆时针转动,然后根据电场力做功特点分别求出电场力对A、B两球所做功,根据动能定理求两球的动能.
解答:解:因为杆及AB受力的合力矩为顺时针,所以系统沿顺时针转动到竖直位置,电场力对A和B都做正功,电场力对A、B做总功为:
.
在此过程中重力对A做正功,对B做负功,设两球总动能为Ek,由用动能定理得:
l+
=Ek-0
所以两球总动能为:
故答案为:
,
点评:本题考查力矩及电场力的功和重力的功;难点是判断系统转动方向,从而确定电场力、重力做功情况.
解答:解:因为杆及AB受力的合力矩为顺时针,所以系统沿顺时针转动到竖直位置,电场力对A和B都做正功,电场力对A、B做总功为:
在此过程中重力对A做正功,对B做负功,设两球总动能为Ek,由用动能定理得:
所以两球总动能为:
故答案为:
点评:本题考查力矩及电场力的功和重力的功;难点是判断系统转动方向,从而确定电场力、重力做功情况.
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