Question

如图所示，光滑绝缘水平面上方空间被竖直的与纸面垂直的平面MN分隔成两部分，左侧空间存在一水平向右的匀强电场，场强大小E₁=mg/q，右侧空间有一长为R=0.8m轻质绝缘细绳，绳的一端固定于O点，另一端拴一个质量m₂=m的不带电的小球B正在与纸面平行的竖直面内做顺时针圆周运动，运动到最低点时速度大小v_B=8m/s，B物体在最低点时与地面接触但没有相互作用力.在MN左侧空间中有一个质量为m₁=m的带正电的物体A，电量大小为q，在水平面上与MN平面水平间距为L时由静止释放，恰好能和B物体在B运动的最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C，碰后瞬间在MN的右侧空间立即加上一竖直向上的匀强电场，场强大小E₂=3E₁.如果L=0.2m，求出整体C运动到最高点时的瞬时速度大小，及此时绳拉力是物体重力的多少倍？

Answer 1

  5m/s ；   7.25mg

设A与B碰撞之前A的速度为v₀，对A由动能定理可得：
    
A与B相互作用时在水平方向上动量守恒，设作用后整体C的速度为V，设向左为正：
MV_B－mV₀=2mV        V=3m/s顺时针转动
, V₁=5m/s
在最高点对整体C受力分析可得：
T=7.25mg