Question

如圖所示，MN是兩塊豎直放置的帶電平行板，板內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，PQ是光滑絕緣的水平滑槽，滑槽從N板中間穿入電場(chǎng)．a(chǎn)、b為兩個(gè)帶等量正電荷的相同小球，兩球之間用絕緣水平輕桿固連，輕桿長(zhǎng)為兩板間距的，桿長(zhǎng)遠(yuǎn)大于球的半徑，開始時(shí)從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近M板但不接觸．現(xiàn)對(duì)輕繩施以沿桿方向的水平恒力拉著b球和a球由靜止向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)b球剛從小孔離開電場(chǎng)時(shí)，撤去拉力，之后a球也恰好能離開電場(chǎng)．求運(yùn)動(dòng)過程中b球離開電場(chǎng)前和離開電場(chǎng)后（a球還在電場(chǎng)中）輕桿中的彈力之比．不計(jì)兩球間庫(kù)侖力，球視為點(diǎn)電荷．

Answer 1

【答案】分析：對(duì)兩球在不同過程中，進(jìn)行受力分析，并由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去聯(lián)立求得前后彈力之比．
解答：解：設(shè)兩球質(zhì)量各為m，各受電場(chǎng)力大小為f，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，b球剛穿出時(shí)速度為v，兩球加速時(shí)加速度大小為a₁，減速時(shí)加速度大小為a₂，b球離開前桿彈力大小為F₁，離開后彈力大小為F₂
對(duì)a球 F₁-f=ma₁            ①
對(duì)b球 F₂=ma₂               ②
對(duì)整體 f=2ma₂               ③
加速過程 v²=2a₁?2L         ④
減速過程 v²=2a₂L              ⑤
聯(lián)立解得                 ⑥
答：運(yùn)動(dòng)過程中b球離開電場(chǎng)前和離開電場(chǎng)后（a球還在電場(chǎng)中）輕桿中的彈力之比為5：2．
點(diǎn)評(píng)：讓學(xué)生掌握受力與運(yùn)動(dòng)分析的重要性，同時(shí)并能理解牛頓第二定律．