大师作文网求一道物理题,要全部解题过程,不用分析.
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/12 05:35:37
求一道物理题,要全部解题过程,不用分析.
24．（20分）
如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的
动摩擦因数为μ＝0．5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点
用长为R＝5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA＝0．04kg,带电量为q＝＋2x10－4C的
小球A,在竖直平面内以υ＝10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,小球A运动到最低
点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触
但不粘连,B球的质量mB＝0．02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将
B球缓慢推至P点（弹簧仍在弹性限度内）,MP之间的距离为L＝10cm,推力所做的功
是W＝0．27J,当撤去推力后,B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰,
并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点）,碰撞前后电荷量保持不变,碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E＝6×103N／C,电场方向不变.求：（取g＝10m／s2）
（1）在A、B两球碰撞前匀强电场的大小和方向；
（2）A、B两球碰撞后瞬间整体C的速度；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小.
24．（20分）
如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的
动摩擦因数为μ＝0．5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点
用长为R＝5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA＝0．04kg,带电量为q＝＋2x10－4C的
小球A,在竖直平面内以υ＝10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,小球A运动到最低
点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触
但不粘连,B球的质量mB＝0．02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将
B球缓慢推至P点（弹簧仍在弹性限度内）,MP之间的距离为L＝10cm,推力所做的功
是W＝0．27J,当撤去推力后,B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰,
并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点）,碰撞前后电荷量保持不变,碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E＝6×103N／C,电场方向不变.求：（取g＝10m／s2）
（1）在A、B两球碰撞前匀强电场的大小和方向；
（2）A、B两球碰撞后瞬间整体C的速度；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小.
(1)在竖直面内做匀速圆周运动,则必须有G=F电场力
即mg=Eq,解得E=2000N/C,方向竖直向上.
（2）由动能定理,碰撞前B球的动能等于合外力做功,即推力做功减去摩擦力做功,摩擦力做功为W'=μmg2L=0.02J,则B球碰撞前的动能为0.27-0.01=0.25J,则B球的速度为5m/s,然后利用动量守恒,mA*vA-mB*VB=（mA+mB）*vC,可求的Vc=5m/s,方向与原来A球速度方向一致.
（3）C运动到最高点后,其动能可由动能定理求得：重力做功为-Mc*g*2R=-6J,电场力做功为E*q*2R=12J,为正功,所以C整体动能变化为12-6=6J,初动能为0.75J,则末动能为6.75J,由此可求得C在最高点的速度为15m/s,需要向心力为：2.7N,向心力由重力、电场力和绳子拉力共同提供,G=0.6N,电场力为1.2N,则绳子的拉力为0.9N.
即mg=Eq,解得E=2000N/C,方向竖直向上.
（2）由动能定理,碰撞前B球的动能等于合外力做功,即推力做功减去摩擦力做功,摩擦力做功为W'=μmg2L=0.02J,则B球碰撞前的动能为0.27-0.01=0.25J,则B球的速度为5m/s,然后利用动量守恒,mA*vA-mB*VB=（mA+mB）*vC,可求的Vc=5m/s,方向与原来A球速度方向一致.
（3）C运动到最高点后,其动能可由动能定理求得：重力做功为-Mc*g*2R=-6J,电场力做功为E*q*2R=12J,为正功,所以C整体动能变化为12-6=6J,初动能为0.75J,则末动能为6.75J,由此可求得C在最高点的速度为15m/s,需要向心力为：2.7N,向心力由重力、电场力和绳子拉力共同提供,G=0.6N,电场力为1.2N,则绳子的拉力为0.9N.