Question

固定有竖直电容器极板的绝缘底座放置在光滑的水平面上，板间距为d，一根光滑的绝缘杆穿过右极板的小孔水平固定在左极板上整体质量为M，电容器充电后，一质量为m的带正电小球套在杆上以一初速度v₀，向左运动，已知运动中球与左端极板的最小距离为d/2，求距离最小时球的速度及该过程中电容器移动的距离。

 

Answer 1

v =　　　　　

解析:

带电小球自进入电场到球与左板距离最近的过程中系统动量守恒，二者最近时具有相同的速度V

由动量守恒可得   mv₀＝（M+m）v   得距离最小时球的速度为v =

设者之间的相互作用力大小为F，对这一过程，由动能定理可得，

        

对M有    FS_M＝Mv²

                                对m有   －FS_M＝mv²－mv₀²

        又S_m－S_M＝d/2

                     以上各式联立可得 电容器的位移大小为