题文
(1)试求小球释放过程中电势能的最大变化量?(2)若小球刚到最低点时,被一颗水平飞来的子弹击中(子弹未穿出),碰撞时间极短;设子弹的初速度v0=、质量为m、电量为q=Q/2。试求:①悬线偏离竖直线多大的角度时,小球有最大的速度?②小球对悬线的最大拉力为多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)mgl(2)①θ=370②4.5mg
解析
(1)设球静止时的位置悬线与竖直线成α角,因E=mg/Q,则: (1分)那么小球从静止释放后,将恰能运动到最低点,此过程中电场力做功:W=-EQl (1分) 故小球释放过程中电势能的最大变化量将增加△EP=-W= EQl="mgl " (2分) (2)当小球与子弹相碰后,整体的质量m总=2m,电荷量Q总=3Q/2 (2分)①由振动知识可知:小球速度最大的位置在振动的平衡,那么设球静止时的位置悬线与竖直线成θ角,则有: (1分)θ=370 (1分)②设悬线对小球的最大拉力为T,由圆周运动知识可知:小球速度最大的位置即为悬线所受最大拉力的位置,碰撞过程中:由动量守恒有mv0 =2 mv共 (1分)上摆过程中:由动能定理有EQ总lsinθ-m总gl (1-cosθ)=m总v2-m总v(1分)小球在平衡位置时:T-EQ总sinθ-m总gcosθ=m总 (1分)解得:T=4.5mg (1分)由牛三定律:小球对悬线的最大拉力为4.5mg (1分)
考点
据考高分专家说,试题“(1)试求小球释放过程中电势能的最大变化.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律: 1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。 2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。 3、动量守恒定律成立的条件: ①系统不受外力或系统所受外力的合力为零; ②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计; ③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。 4、动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下: (1)明确系统由哪几部分组成。 (2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。 (3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下: (1)明确初始状态系统的总动量是多少。 (2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。 (3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。
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