题目内容
【题目】如图所示,挡板固定在足够高的水平桌面上左端,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+
和+
的电荷量,质量分别为
和
.两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳水平跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩,整个装置处于方向水平向左的匀强电场中,电场强度为E.开始时A、B静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及A、B间的库仑力,A、B所带电荷量保持不变,B一直在水平面上运动且不会碰到滑轮.试求:
(1)开始A、B静止时,求挡板对物块A的作用力大小;
(2)若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,当物块C下落到最大距离时物块A对挡板的压力刚好为零,试求物块C下落的最大距离;
(3)若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板时,B的速度多大?
![]()
【答案】(1)
;(2)
;(3)![]()
【解析】
(1)开始A、B静止时,AB受力平衡,水平方向有:
![]()
(2) 开始时弹簧形变量为x1,由平衡条件
![]()
得
![]()
设当A刚离开档板时弹簧的形变量为x2:由
![]()
得
![]()
所以C下降的最大距离为
![]()
联立解得
![]()
(3)由能量守恒定律可知:C下落h过程中,C重力势能的减少量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和,当C的质量为M时,
![]()
当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为v,则有
![]()
联立解得
![]()
练习册系列答案
相关题目