如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷,质量分别为...
问题详情:
如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷,质量分别为mA和mB的两物块由绝缘的轻*簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩.整个装置处于场强为E、方向水平向左的匀强电场中.A、B开始时静止,已知*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始终不会碰到滑轮.
(1)若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力恰为零,但不会离开P,求物块C下降的最大距离;
(2)若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大.
【回答】
解:(1)开始时*簧形变量为x1,
由平衡条件:kx1=EQB得x1=①
设当A刚离开档板时*簧的形变量为x2:
由:②kx2=EQA 得x2=②
故C下降的最大距离为:h=x1+x2③
由①~③式可解得④
(2)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*簧**势能的增量以及系统动能的增量之和
当C的质量为M时:Mgh=QBE•h+△E*⑤
当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V,则有
⑥
由④~⑥式可解得A刚离开P时B的速度为:⑦
答:(1)C下降的最大距离为
(2)A刚离开P时B的速度为为:
知识点:专题四 功和能
题型:计算题
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