一道物理大题.(有关动量,电场,功能关系)如图所示,两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在长L=1m的光滑绝缘板两端,组成一带电框架.框架右端带负电的金属板上固定着一根原长L0=0.5m的
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 07:35:14
一道物理大题.(有关动量,电场,功能关系)如图所示,两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在长L=1m的光滑绝缘板两端,组成一带电框架.框架右端带负电的金属板上固定着一根原长L0=0.5m的
一道物理大题.(有关动量,电场,功能关系)
如图所示,两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在长L=1m的光滑绝缘板两端,组成一带电框架.框架右端带负电的金属板上固定着一根原长L0=0.5m的绝缘轻弹簧,框架总质量M=9kg,由于带电,两金属板间存在U=4×10^4V的高电压.现用一质量m=1kg,电荷量q=+2.5×10^-3C的带电小球(可看成质点,且不影响金属板间的电场)将弹簧压缩△L=0.2m后用轻质细线拴住,使整个装置在光滑水平面上以v0=1m/s的速度向右运动,运动中因细线突然断裂而使小球被弹开,小球被弹开脱离瞬间获得的速度大小v1=8m/s,方向向左.不计一切摩擦.
(1)求小球被弹开的瞬间,框架的速度;
(2)求小球被弹开的过程中,弹簧释放的弹性势能;
(3)通过计算分析说明:在细线断裂以后的运动中,小球能否与左端金属板发生接触?
一道物理大题.(有关动量,电场,功能关系)如图所示,两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在长L=1m的光滑绝缘板两端,组成一带电框架.框架右端带负电的金属板上固定着一根原长L0=0.5m的
1.由小球和框架动量守恒,得出：（M+m)V0=MV2+mV1,解得V2=2/9 m/s
2.设弹簧释放的弹性势能为Ek
由能量守恒 Ek+(M+m)v0²/2=mv1²/2+Mv2²/2+Ep Ep为小球势能的增加 Ep=Eq=qU△L/L =20J 解得 Ek=425/9J
3.细线断裂以后,小球只受到电场力的作用,其加速度为a=qU/Lm=100m/S2,当小球udu为零时,其相对于地面运动的距离为s=8*8/(2*100)=0.32m,用时T=0.08s.这段时间框架运动的路程是S1=0.08*2/9=0.018m,总位移为s=0.32+0.018=0.338m,而小球弹开时距离左边框架的距离为0.7m,所以小球不会与左端金属板发生碰撞
1 把带电框架小球弹簧看成一个整体 ，这个整体受的和外力为0
由 动量守恒 （M+m)v0=Mv2+m(-v1)
v2=2m/s
2 设弹簧释放的弹性势能为Ek
由能量守恒 Ek+(M+m)v0²/2=mv1²/2+Mv2²/2+Ep Ep为小球点势能的增加 Ep=qU△L/L Ek=65J
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1 把带电框架小球弹簧看成一个整体 ，这个整体受的和外力为0
由 动量守恒 （M+m)v0=Mv2+m(-v1)
v2=2m/s
2 设弹簧释放的弹性势能为Ek
由能量守恒 Ek+(M+m)v0²/2=mv1²/2+Mv2²/2+Ep Ep为小球点势能的增加 Ep=qU△L/L Ek=65J
3 小球脱离弹簧后 水平方向只受到电场里 小球相对于地面的加速度为 qU/mL=100 向右
框架相对于地面的加速度 qU/ML=100/9 向左
如果小球不予左端金属板发生接触 则当小球和框架速度相同的时候 距离最近
算出小球和框架变成这个速度的时候的位移
如果他们位移的差小于L-L0 则不会相撞
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