Question

（12分）如图所示，小球A和B带电荷量均为+q，质量分别为m和2m，用不计质量的竖直细绳连接，在竖直向上的匀强电场中以速度v₀匀速上升，某时刻细绳突然断开。小球A和B之间的相互作用力忽略不计。求：

（1）该匀强电场的场强E

（2）细绳断开后A、B两球的加速度a_A、a_B

（3）当B球速度为零时，A球的速度大小

 

Answer 1

【答案】

(1)   (2)方向向上；（负号表示方向向下）。(3)

【解析】（1）设场强为E，把小球A、B看作一个系统，由于绳未断前作匀速运动，则有：           （2分）

得             （1分）

（2）细绳断后，根据牛顿第二定律，

对A有：           （2分）

得方向向上；             （1分）

对B有：               （2分）

（负号表示方向向下）。              （1分）

（3）细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零，所以系统总动量守恒。

设B球速度为零时，A球的速度为，根据动量守恒定律，得：

            （2分）

得             （1分）

思路分析：把小球A、B看作一个系统,根据整体法分析电场强度,细绳断后,根据牛顿第二定律分析, 细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零，所以系统总动量守恒。

试题点评：本题综合考查了电场强度,动量守恒,牛顿第二运动定律