题目内容
一个质量为m=0.001kg、电荷量为q=1×10-3C的带正电小球和一个质量也为m不带电的小球相距L=0.2m,放在绝缘光滑水平面上,当加上如下图所示的匀强电场和匀强磁场后,(E=1×103N/C,B=0.5T)带电小球开始运动与不带电小球相碰,并粘在一起,合为一体,问:
(1)两球碰后速度多大;
(2)两球碰后到两球离开水平面,还要前进多远.(取g=10m/s2)
答案:
解析:
解析:
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带电小球在电场力作用下加速运动,与不带电的小球碰撞两球合为一体,碰撞前小球的速度可以用动能定理求出,电场力的功等于小球动能的增量;也可以利用牛顿第二定律和运动学公式求出.两球碰撞过程虽然系统受电场力,但比起两球碰撞的作用力小得多,碰撞时间又很短,可认为动量守恒,两球碰撞后速度继续增大,增大到某一数值洛伦兹力与重力平衡,两球离开水平面,应该注意,碰撞后与碰撞前应用动能定理的研究对象不同. (1)两球碰撞前对带电小球由动能定理:
EqL= ∴ v1= 两球碰撞动量守恒: mv1=2mv2,v2=v1/2=10m/s (2)两球离开水平面时,对水平面无压力,即洛伦兹力与重力平衡, qBv3=2mg, ∴ v3= 碰后到两球离开水平面,由动能定理: s= |
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