如图所示,质量为mB=1kg的绝缘不带电小球B,通过长l=0.32m的细绳与固定点O相连.一带电量q=+0.8C,质量为

如图所示,质量为mB=1kg的绝缘不带电小球B,通过长l=0.32m的细绳与固定点O相连.一带电量q=+0.8C,质量为mA=1kg的小球A静止在光滑绝缘的水平面上,某时刻在小球B的右边加一水平有界匀强电场,场强大小E=10N/C,且A球刚好在电场的右边缘上.在电场力的作用下球A向左运动,穿过电场并与球B发生弹性碰撞,碰撞后球B恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动.假设A、B球仅发生一次碰撞,且可视为质点,g取10m/s2,求:
(1)A、B 碰撞后瞬间,细绳拉力的大小?
(2)A、B碰撞前瞬间小球A的速度大小;
(3)若细绳的最大承受能力是210N,为使A、B碰撞后,球B能做圆周运动,则电场宽度d多大?
我好说实话 1年前 已收到1个回答 举报

arthas2 幼苗

共回答了13个问题采纳率:92.3% 举报

(1)球B在最高点处时,由牛顿第二定律,得:
mBg=
mBv2
l
碰后球B从最低点到最高点过程中应用动能定理得:
-mag×2l=[1/2]mBv2-[1/2]mB
v2B
当球B在最低点处,由牛顿第二定律,得:
F-mBg=
mB
v2B
l
代入数据解得:F=60N
(2)球A与球B碰撞前速度为vA,碰撞后速度为vAl,规定球A初速度方向为正方向,由系统动量守恒得:
mAvA=mAvAl+mBvB
由于发生弹性碰撞,根据机械能守恒列出等式得:
[1/2]mA
v2A=[1/2]mA
v2Al+[1/2]mB
v2B
代入数据解得:v=4m/s
(3)若碰撞后B球能做完整的圆周运动,在最低点绳断时速度为vB1,则
F-mag=
mB
v2Bl
l
A、B碰撞时由系统动量守恒得:
mAvA2+mAvA3+mBvB1
根据机械能守恒列出等式得:
[1/2]mA
v2A2=[1/2]mA
v2A3+[1/2]mB
v2B1
为使B球能做完整圆周运动,A球与B球碰撞前的速度 应当:
vA≤vA0<vA2
电场力对A球做功为:qEl=[1/2]mA
v2A0
代入数据解得:1m≤d<4m,
若碰撞后B球做不完整圆周运动,B球至多可运动至与O点等高的水平位置,且速度为0,B球在最低点

1年前

1
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.041 s. - webmaster@yulucn.com