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如图所示,电荷量均为+q,质量分别为m、2m的小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开,不计小球间的库仑力。

求:(1)电场的场强E及细绳断开后A、B两球的加速度;

(2)当B球速度为零时,A球速度的大小;

(3)当细绳断开至B球速度变为零的过程中,两球组成系统的机械能增加量为多少?

解析:对A、B整体,绳未断前做匀速运动,由平衡条件有:

2qE=3mg     E=

绳断后,对A由牛顿第二定律得:qE-mg=maa aa=g方向向上。

对B有:qE-2mg=2maB.得ab=-g,方向向下

(2)细绳断开前后两球组成的系统合外力为零,满足动量守恒条件,设B球速度为零时,A球的速度为va,则由动量守恒定律得:(m+2 m)v0=mva+0得va=3v0

(3)设B球速度为零时运动的时间为t,则有0=v0+abt,得t=,在该时间内A球的位移为sa=,由功能关系知:电场力对A做的功等于其机械能的增量ΔEa=qEsa=12mv20,同理B球的机械能增量为:ΔEb=qEsb=3mv20,所以A、B两球系统增加的机械能为ΔE=ΔEa+ΔEb=15

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和2m的小球A和B.中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开(不考虑电荷间的库仑力作用),求:
(1)细绳断开后,A,B两球的加速度的大小和方向.
(2)当B球速度为零时,A球的速度大小.
(3)自绳断开至B球速度为零的过程中,A球机械能增量.

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(1)电场的场强E及细绳断开后A、B两球的加速度;
(2)当B球速度为零时,A球速度的大小;
(3)自细绳断开至B球速度变为零的过程中,两球组成的系统的机械能增加量.

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(1)电场强度及细绳断开后A、B两球的加速度;
(2)当B球速度为零时,A球速度的大小;
(3)从绳断开至B球速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?

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(1)电场强度大小及细绳断开后两球A、B的加速度;
(2)当球B速度为零时,球A的速度大小.
(3)自绳断开至球B速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?

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