Question

如圖所示，擋板P固定在足夠高的水平桌面上，質(zhì)量分別為m_A和m_B的小物塊A、B大小可忽略不計(jì)，分別帶有+Q_A和+Q_B的電荷量，兩物塊由勁度系數(shù)為k的絕緣的輕彈簧相連，一不可伸長的輕繩跨過滑輪，一端與B連接，另一端連接一輕質(zhì)小鉤，整個裝置處于場強(qiáng)為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場中。A、B開始時(shí)靜止，不計(jì)一切摩擦及A、B間的庫侖力，A、B所帶電荷量保持不變，B不會碰到滑輪。

（1）若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放，可使物塊A恰好能離開擋板P，求物塊C下落的最大距離。

（2）若C的質(zhì)量改為2M，則當(dāng)A剛離開擋板P時(shí)，B的速度多大。

Answer 1

解析：

（1）開始平衡時(shí)有：，可得

        當(dāng)A剛離開擋板時(shí)：，可得

        故C下落的最大距離為：

        由①～③式可解得

（2）由能量守恒定律可知：C下落h過程中，C重力勢能的減少量等于B的電勢能的增量、性勢能的增量、系統(tǒng)動能的增量之和，

        當(dāng)C的質(zhì)量為M時(shí)：     

        當(dāng)C的質(zhì)量為2M時(shí)：

        由④～⑥式可解得A剛離開P時(shí)B的速度為：