如图,虚线下方有足够大的场强大小E=5.0×103 V/m和上方场强为8mg/3q的匀强电场,方向均水平向右。质量均为m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中
题型:不详难度:来源:
如图,虚线下方有足够大的场强大小E=5.0×103 V/m和上方场强为8mg/3q的匀强电场,方向均水平向右。质量均为m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中B球为绝缘小球且不带电,被长为R的绝缘丝线悬挂在O点刚好静止在虚线上, A球带电荷量为qA=+6.0×10-6C,在竖直平面内的以某一初速度v竖直进入电场,运动到B点速度刚好水平,同时与B球发生正碰并立即粘在一起围绕O点做半径为R=0.7m完整的圆周运动,假设甲、乙两球可视为质点,g取10 m/s2。(sin53°="0.8,c0s53°=0.6)"
小题1:假设初速度v="20m/s" ,试求小球A与B球碰撞前能运动的水平位移的大小和整个过程中电场力对小球做功的最大值。 小题2:如果小球刚好能做完整的圆周运动,试求碰撞前A球的最小速度和绳子所受的最大拉力分别多大。 |
答案
小题1:0.4J 小题2:T=3N |
解析
(1)竖直方向动量定理-mgt="0-mV" ---- ---- ① t=2s 水平位移S=at2/2---- ---- ② a=F电/m---- ----③ 解得:S=4m 电场力做功:W=F1S1+F2R---- ----④ ="0.4J " (8分) (2)碰撞前A球速度设为V0,碰撞后共同速度为V1,等效最高点速度为V2, 动量守恒mV0=2mV1---- ----⑤ 等效最高点合力F=5×2mg/3=mV22/R---- ----⑥ 动能定理F(R+0.6R)=ΔEK---- ----⑦ V0="14m/s, " V1=7m/s 等效最低点速度为V 有T-F=m共V2/R---- ----⑧ 又动能定理F0.4R=ΔEK---- ----⑨ 解得:T="3N " (12分) |
举一反三
动量分别为5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A追上B并发生碰撞后.若已知碰撞后A的动量减小了2kgm/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么? |
在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中,下列说法不正确的是( )A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长 | B.由静止释放小球,以便较准确计算小球碰前速度 | C.两小球必须都是钢性球,且质量相同 | D.两小球碰后可以粘在一起共同运动 |
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质量相等的甲、乙、丙三球成一直线放在光滑水平面上,如图所示,乙球与丙球靠在一起,且为静止,甲球以速度v向它们滚动.若它们在对心碰撞中无机械能损失,则碰撞后( )
A.甲球向左、乙球和丙球向右运动 | B.乙球不动,甲球向左、丙球向右运动 | C.甲球和乙球向左、丙球向右运动 | D.甲球和乙球不动,丙球向右运动 |
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关于碰撞的特点,下列说法正确的是( )A.碰撞的过程时间极短 | B.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力大 | C.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力相等 | D.质量小的物体对质量大的物体作用力大 |
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水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的
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