一质量为m的正方形塑料框架放在桌面上 它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧 弹簧上端固定于框架的顶部 弹簧下端经绝缘物系在一只带电荷量为+q质量也为m的小球 开始整个装置静止 现在竖直方向加一个匀强电场 使小球上升至速度最大时框架对桌面的压力减为零
求(1)所加电场的电场强度E的大小和方向
(2)从加电场开始到小球速度达到最大,小球所处位置的电势差
人气:357 ℃ 时间:2019-08-21 20:34:13
解答
速度最大的时候,即为合力为零的时刻.
此时的电场力大小为2mg
因为要使框架对桌面压力为零,则需要弹簧对其有个向上等于mg的力.
所以此时弹簧对小球也有一个向下mg的力.
所以电场力为2mg你好。能详细一点吗?设想小球上升的过程:
初始:弹簧拉力向上
一阶段:弹簧拉力变小直至为零。这一过程弹簧的拉力向下,所以框架的对桌面的压力只会大于mg(框架的自重加上弹簧拉力)
二阶段:弹簧开始压缩,弹簧对小球的力改为向下,并逐渐增大。开始的时候,这个力加上小球的重力小于电场力,小球继续加速。直至压缩到一定程度,弹簧力加上小球重力等于电场力,此时小球获得最大速度。(再压缩的话,小球就要减速了)
所以小球最大速度时,弹簧对小球的力向下,而大小由框架对桌面压力为0,可以推出这个力大小为mg,所以此时电场力大小为2mg
所以电场强度为2mg/q
第2题:
此时主要算上升的高度。
原先弹簧长度=自然长度+mg/k
最大速度时长度=自然长度-mg/k
所以小球上升的高度为2mg/k
所以电势差为Ed=4m^2 g^2/qk谢谢侬。
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