题目
如图,上下放置的两带电金属板,相距为 ,板间有竖直向下的匀强电场E . 距上板l处有一带 电的小球B,在B上方有带 电的小球A,他们质量均为m , 用长度为l的绝缘轻杆相连.已知 .让两小球从静止释放,小球可以通过上板的小孔进入电场中(重力加速度为g).求:
(1)
B球刚进入电场时的速度 大小;
(2)
A球刚进入电场时的速度 大小;
(3)
B球是否能碰到下金属板?如能,求刚碰到时的速度 大小.如不能,请通过计算说明理由.
答案: 解: B进入电场前,两小球不受电场力作用,只受重力作用,做自由落体运动。 则v12=2gl解得 v1=2gl
解: A球刚进入小孔前,只有B球受电场力,F=qE=mg方向竖直向下系统受力分析如图 由牛顿第二定律可得:F+mg=2ma1 a1=3g/2 系统做匀加速直线运动 v22=v12+2a1l 代入数据得: v2=5gl
解: B球不能到达下金属板; 当A、B球全部进入电场后,系统受力如图所示; 6qE-qE-2mg=2ma3 a3=3g/2 设系统速度为零时没到达下金属板;设停下来时通过的距离H H=v222a3 代入数据得:H=5l/3<2l, B球不能到达下金属板。