题目内容

15.如图所示,在竖直向下的匀强电场中竖直放了一半径为R的绝缘圆轨道,两个完全一样的金属小球A和B质量都为m,开始A带正电,所带电荷量为q,B球不带电,B球位于圆轨道内侧的最低点.现在给A一向下的初速度v0,使A球从圆轨道内侧和轨道圆心位于同一水面处开始尚轨道向下运动,A、B两球在轨道最低点发生弹性正碰,碰后A球静止,B球沿圆轨道内侧恰好通过圆轨道的最高点.不考虑碰后两球间的相互作用,则电场强度的大小为(  )
A.$\frac{2mgR-2m{{v}_{0}}^{2}}{qR}$B.$\frac{2m{{v}_{0}}^{2}-6mgR}{qR}$C.$\frac{mgR-m{{v}_{0}}^{2}}{qR}$D.$\frac{2m{{v}_{0}}^{2}-3mgR}{qQ}$

分析 对A从A到B由动能定理求的速度,小球B恰好通过最高点由牛顿第二定律求的在最高点的速度,B从最低点到最高点由动能定理即可求得电场强度

解答 解:对A从A到B由动能定理的mgR+qRE=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-0
碰撞后交换速度,B球到达最高点由牛顿第二定律可知mg=$\frac{mv{′}^{2}}{R}$
对B球由动能定律可知;-2mgR=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
联立解得E=$\frac{2m{{v}_{0}}^{2}-6mgR}{qR}$
故选:B

点评 本题主要考查了动能定理,抓住对过程的分析是关键,利用好B求恰好通过最高点即可

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