Question

如图所示，一质量为m的塑料球形容器放在桌面上，它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧直立地固定于容器内壁的底部，弹簧上端经绝缘体系住一只带正电q、质量也为m的小球．从加一个竖直向上的场强为E的匀强电场起，到容器对桌面压力减为零时为止，求：

(1)小球的电势能改变量；

(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小．

Answer 1

答案：(1)　(2)2

解析：(1)初状态，对小球进行受力分析，得弹簧压缩量：mg＝kx₁，x₁＝；当容器对桌面压力为零时，对容器受力分析，说明弹簧伸长且拉力为mg，弹簧伸长量x₂＝x₁＝；

该过程电场力做功：W＝Eq(x₁＋x₂)＝，所以小球电势能减少；

(2)对小球用动能定理，该过程弹簧做功是零：

(Eq－mg)(x₁＋x₂)＝mv²，v＝2.