問題詳情:
如圖,質量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷,電荷最分別為qA和qB,用絕緣細線懸掛在天花板上.平衡時,兩小球恰處於同一水平位置,細線與豎直方向間夾角分別為θ1與θ2(θ1>θ2).兩小球突然失去各自所帶電荷後開始擺動,最大速度分別vA和vB,最大動能分別為EkA和EkB.則 ( )
A.mA一定小於mB B.qA一定大於qB
C.vA一定大於vB D.EkA一定大於EkB
【回答】
ACD
【分析】
設兩個球間的靜電力為F,分別對兩個球受力分析,求解重力表達式後比較質量大小;
根據機械能守恆定律列式求解後比較最低點速度大小,再進一步比較動能大小;
本題關鍵分別對兩個小球受力分析,然後根據平衡條件列方程;再結合機械能守恆定律列方程分析求解.
【詳解】
對小球A受力分析,受重力、靜電力、拉力,如圖:
根據平衡條件,有:,故:
同理,有:,由於,故,故A正確;
兩球間的庫侖力是作用力與反作用力,一定相等,與兩個球是否帶電量相等無關,故B錯誤;
小球擺動過程機械能守恆,有,解得,由於A球擺到最低點過程,下降的高度較大,故A球的速度較大,故C正確;
小球擺動過程機械能守恆,有,故:
其中相同,根據數學中的半角公式,得到:
其中,相同,故越大越大,動能越大,故一定大於,故D正確.
知識點:庫倫定律
題型:選擇題