Question

固定有豎直電容器極板的絕緣底座放置在光滑的水平面上，板間距為d，一根光滑的絕緣桿穿過(guò)右極板的小孔水平固定在左極板上整體質(zhì)量為M，電容器充電后，一質(zhì)量為m的帶正電小球套在桿上以一初速度v₀，向左運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)中球與左端極板的最小距離為d/2，求距離最小時(shí)球的速度及該過(guò)程中電容器移動(dòng)的距離。

 

Answer 1

v =　　　　　

解析:

帶電小球自進(jìn)入電場(chǎng)到球與左板距離最近的過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，二者最近時(shí)具有相同的速度V

由動(dòng)量守恒可得   mv₀＝（M+m）v   得距離最小時(shí)球的速度為v =

設(shè)者之間的相互作用力大小為F，對(duì)這一過(guò)程，由動(dòng)能定理可得，

        

對(duì)M有    FS_M＝Mv²

                                對(duì)m有   －FS_M＝mv²－mv₀²

        又S_m－S_M＝d/2

                     以上各式聯(lián)立可得 電容器的位移大小為