问题
选择题
如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷量分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上,平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2),两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB,则( )
A.qA一定小于qB
B.mA一定小于mB
C.vA一定大于vB
D.EkA一定大于EkB
答案
BCD
题目分析:对小球,均受重力mg和水平库仑力F和细线的拉力T,根据平衡条件可知:F=mgtanθ,根据牛顿第三定律可知FA=FB,又因为θ1>θ2,所以有mA<mB,与电量q无关,故选项A错误;选项B正确;当两球所带电荷突然失去后,库仑力突然消失,两球将分别绕悬点摆动,摆动过程中只有各自的重力做功,以开始时两球的水平连线所在水平面为零势能面,则有EA=EB,根据机械能守恒定律可知,摆到最低点时速度最大,动能亦最大,有:mgl(1-cosθ)=,解得:v=
,根据图中几何关系可知:lAcosθ1=lBcosθ2,结合θ1>θ2,可以判断出lA>lB,有vA>vB,故选项C正确;Ek=
=mgl(1-cosθ)=
l(1-cosθ)=Flcosθ
=Flcosθtan
,显然有:FAlAcosθ1=FBlBcosθ2、tan
>tan
,所以有:EkA>EkB,故选项D正确。