如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷最分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上.平衡时,两小...
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问题详情:
如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷最分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上.平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2).两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB.则 ( )
A.mA一定小于mB B.qA一定大于qB
C.vA一定大于vB D.EkA一定大于EkB
【回答】
ACD
【分析】
设两个球间的静电力为F,分别对两个球受力分析,求解重力表达式后比较质量大小;
根据机械能守恒定律列式求解后比较最低点速度大小,再进一步比较动能大小;
本题关键分别对两个小球受力分析,然后根据平衡条件列方程;再结合机械能守恒定律列方程分析求解.
【详解】
对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图:
根据平衡条件,有:,故:
同理,有:,由于,故,故A正确;
两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B错误;
小球摆动过程机械能守恒,有,解得,由于A球摆到最低点过程,下降的高度较大,故A球的速度较大,故C正确;
小球摆动过程机械能守恒,有,故:
其中相同,根据数学中的半角公式,得到:
其中,相同,故越大越大,动能越大,故一定大于,故D正确.
知识点:库伦定律
题型:选择题
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