Question

絕緣材料制成的圓柱形細(xì)管質(zhì)量為4m、帶電荷量為+q、管長為h，管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強(qiáng)電場，它剛好能豎直靜止。現(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質(zhì)量為m的小球（直徑小于管的內(nèi)徑，可以視為質(zhì)點），不計空氣對小球和細(xì)管的作用力，在小球和細(xì)管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況，已知重力加速度為g，問：

    （1）電場強(qiáng)度E多大？

（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？

（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞（機(jī)械能不變）且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？

Answer 1

（1）（2）（3）

解析:

（1）圓柱形管受力平衡

              

    （2） （自由下落） 

    （2）小球與管碰，且為彈性碰撞，設(shè)碰后速度分別為

             

    解得：反向    

    設(shè)經(jīng)t時間二者二次相碰，設(shè)向下為正：

    則：      即：       解得：

    碰前瞬間對小球：