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(1)小球第一次接触Q时的速度大小;

(2)假设小球第次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式;

(3)若,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离。

 

答案

(1)设小球第一次接触Q的速度为v,接触Q前的加速度为a。

                                          根据牛顿第二定律有qE=ma                                  (1分)

              对于小球从静止到与Q接触前的过程,根据运动学公式有v2=2al   (2分)

                               联立解得v=                         (2分)

  (2)小球每次离开Q的速度大小相同,等于小球第一次与Q接触时速度大小

v=                       (2分)

            设小球第n次离开Q向右做减速运动的加速度为an,速度由v减为零

所需时间为tn,小球离开Q所带电荷量为qn,则

                                 qnE=man                                              (1分)

                                                              (1分)

                              (1分)

                           联立解得                            (1分)

       小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间

                                        (2分)

  (3)假设小球第1次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L1,则

       即             (2分)

假设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L2,则

    即         (3分)

又因此时电场力,即带电小球可保持静止   (1分)

带电小球最终停止的位置距P点的距离

                        (1分)

解析:略

 

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