如圖所示，擋板P固定在足夠高的水平桌面上，小物塊A和B大小可忽略，它們分別帶有+QA和+QB的電荷，質量分別為...

問題詳情：

如圖所示，擋板P固定在足夠高的水平桌面上，小物塊A和B大小可忽略，它們分別帶有+QA和+QB的電荷，質量分別為mA和mB的兩物塊由絕緣的輕*簧相連，一不可伸長的輕繩跨過滑輪，一端與B連接，另一端連接一輕質小鈎．整個裝置處於場強為E、方向水平向左的勻強電場中．A、B開始時靜止，已知*簧的勁度係數為k，不計一切摩擦及A、B間的庫侖力，A、B所帶電荷量保持不變，B始終不會碰到滑輪．

（1）若在小鈎上掛一質量為M的物塊C並由靜止釋放，可使物塊A對擋板P的壓力恰為零，但不會離開P，求物塊C下降的最大距離；

（2）若C的質量改為2M，則當A剛離開擋板P時，B的速度多大．

【回答】

解：（1）開始時*簧形變量為x1，

由平衡條件：kx1=EQB得x1=①

設當A剛離開檔板時*簧的形變量為x2：

由：②kx2=EQA 得x2=②

故C下降的最大距離為：h=x1+x2③

由①～③式可解得④

（2）由能量守恆定律可知：C下落h過程中，C重力勢能的減少量等於B的電勢能的增量和*簧**勢能的增量以及系統動能的增量之和

當C的質量為M時：Mgh=QBE•h+△E*⑤

當C的質量為2M時，設A剛離開擋板時B的速度為V，則有

⑥

由④～⑥式可解得A剛離開P時B的速度為：⑦

答：（1）C下降的最大距離為

（2）A剛離開P時B的速度為為：

知識點：專題四 功和能

題型：計算題