问题
问答题
如图所示，一平行板电容器水平放置，板内有竖直方向的匀强电场，板间距为d=0.4m，两块板上分别有一个小孔在同一竖直方向上，有一个带负电金属小球A质量为2m，电量为
-2q，静止于两小孔正中间．另有一带正电与A球大小相同的小球B，质量为m，电量为q，由上板小孔的正上方h=d=0.4m处，静止释放，不计阻力及小球间的静电力，小球下落进入电场后与A球发生正碰，碰撞时间极短，碰后A、B电量相同，A球速度为2.5m/s，求碰后B球经多长时间从小孔离开？B球从哪个板离开？（g=10m/s2）
答案
由于A球平衡，则：2mg=2Eq
∴mg=Eq，电场强度方向向下
B球下落到与A碰过程，根据动能定理mgh+mg
=d 2
mv121 2
∴v1=4m/s
A、B碰，动量守恒得：
mv1=mv′1+mv′2
v′2=2.5m/s v′1=-1m/s 反弹
碰后电量各为q=
=--2q+q 2 q 2
设B球反弹上升的最大高度为h
B球：mg-E
=maq 2
a=5m/s2，方向向下
B球向上做匀减速v0=-v′1=m/s
h=
=0.1m＜v 21 2a d 2
∴B球从下板离开
-
=v0t-d 2
at21 2
∴t=
=0.55s1+ 3 5
答：碰后B球经0.55s从小孔离开，B球从下板离开．
