求解一道高三物理一轮复习静电场部分的题目解答(如图)(重点在第三问,附个人看法)
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/03 14:33:27
求解一道高三物理一轮复习静电场部分的题目解答(如图)(重点在第三问,附个人看法)
如图所示,a、b、c为质量均为m(可视为质点)的完全相同的三个金属小球,处于竖直向上的匀强电场中,电场强度的大小E = 3mg/q ,a、b、c 三球在同一竖直线上,且 ca = ab = L,b球所带电荷量为 +q,a、c均不带电,若b、c两球始终不动,a球由静止释放,以后a球分别与b、c两球多次发生相碰,则经过足够长的时间后(碰撞过程中机械能无损失,且每次碰撞后两球所带电荷量相等,不计电荷间的库仑力,电荷q对匀强电场的影响可忽略)
(1)b球的电荷量是多少?
(2)a球与c球第一次相碰前速度为多大?
(3)a球在b、c间运动的最大速度是多大?
我自己觉着对于第三问;
分析a的从开始运动到回到初始位置,重力不做功,电场力做功可以看成:
第一次与b碰,受到Q/2的电量所受的电场力上升做正功2L,
然后碰c,受到Q/4的电量所受的电场力下降做负功2L,
然后再碰b受到3Q/8的电量上升做正功2L,
下降时再受到5Q/16的电量所受的电场力下降做负功2L.
以此类推,上升2L下降2L看做一次△Eq于是可得 △Eq总=E·2L·(Q/4+Q/16+Q/64+.+Q/4^n)
根据等比求和可得n∝∞时,△Eq总=E·2L·(q/3)
然后这些电场力做功是最后一次碰撞后的电场力做功,还要再加上回到初始位置的E·(q/3)·L,结果就得到电场力做的总功
用动能定理E·(q/3)·3L=1/2mv(max)^2
得到了v最大=(6gL)^(1/2)
我一看和答案一样...但是由于我用了个等比数列求和,周围同学都不大信这么做是对的,希望高手们给个正解,
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/55/b5560352d53dd8d723fdad96857a3c16.jpg)
如图所示,a、b、c为质量均为m(可视为质点)的完全相同的三个金属小球,处于竖直向上的匀强电场中,电场强度的大小E = 3mg/q ,a、b、c 三球在同一竖直线上,且 ca = ab = L,b球所带电荷量为 +q,a、c均不带电,若b、c两球始终不动,a球由静止释放,以后a球分别与b、c两球多次发生相碰,则经过足够长的时间后(碰撞过程中机械能无损失,且每次碰撞后两球所带电荷量相等,不计电荷间的库仑力,电荷q对匀强电场的影响可忽略)
(1)b球的电荷量是多少?
(2)a球与c球第一次相碰前速度为多大?
(3)a球在b、c间运动的最大速度是多大?
我自己觉着对于第三问;
分析a的从开始运动到回到初始位置,重力不做功,电场力做功可以看成:
第一次与b碰,受到Q/2的电量所受的电场力上升做正功2L,
然后碰c,受到Q/4的电量所受的电场力下降做负功2L,
然后再碰b受到3Q/8的电量上升做正功2L,
下降时再受到5Q/16的电量所受的电场力下降做负功2L.
以此类推,上升2L下降2L看做一次△Eq于是可得 △Eq总=E·2L·(Q/4+Q/16+Q/64+.+Q/4^n)
根据等比求和可得n∝∞时,△Eq总=E·2L·(q/3)
然后这些电场力做功是最后一次碰撞后的电场力做功,还要再加上回到初始位置的E·(q/3)·L,结果就得到电场力做的总功
用动能定理E·(q/3)·3L=1/2mv(max)^2
得到了v最大=(6gL)^(1/2)
我一看和答案一样...但是由于我用了个等比数列求和,周围同学都不大信这么做是对的,希望高手们给个正解,
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/55/b5560352d53dd8d723fdad96857a3c16.jpg)
![求解一道高三物理一轮复习静电场部分的题目解答(如图)(重点在第三问,附个人看法)](/uploads/image/z/7089879-39-9.jpg?t=%E6%B1%82%E8%A7%A3%E4%B8%80%E9%81%93%E9%AB%98%E4%B8%89%E7%89%A9%E7%90%86%E4%B8%80%E8%BD%AE%E5%A4%8D%E4%B9%A0%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%9C%BA%E9%83%A8%E5%88%86%E7%9A%84%E9%A2%98%E7%9B%AE%E8%A7%A3%E7%AD%94%EF%BC%88%E5%A6%82%E5%9B%BE%EF%BC%89%EF%BC%88%E9%87%8D%E7%82%B9%E5%9C%A8%E7%AC%AC%E4%B8%89%E9%97%AE%2C%E9%99%84%E4%B8%AA%E4%BA%BA%E7%9C%8B%E6%B3%95%EF%BC%89)
你的思路对着呢,但是有些复杂.整个碰撞过程中无能量损失.则n次后电场力对a做的功
W电=E*q/3*2L(无需推导,最后a的电量一定是q/3,且a做匀速运动Eq=mg);
而重力做的功W重=mgL.
则动能定理E·(q/3)·2L+mgL=1/2mv(max)^2
v最大=(6gL)^(1/2)
中间可以省去推导那样你的计算就完美了.
W电=E*q/3*2L(无需推导,最后a的电量一定是q/3,且a做匀速运动Eq=mg);
而重力做的功W重=mgL.
则动能定理E·(q/3)·2L+mgL=1/2mv(max)^2
v最大=(6gL)^(1/2)
中间可以省去推导那样你的计算就完美了.