Question

（2009•虹口区二模）如图所示，竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A，其电荷量Q=+4×10-3 C，

Answer 1

（1）小球C自由下落H距离的速度v₀=

2gH=4 m/s

小球C与小球B发生碰撞，由动量守恒定律得：mv₀=2mv₁，

所以v₁=2 m/s

（2）小球B在碰撞前处于平衡状态，

对B球进行受力分析知：mg＝k

qQ

a2，

代入数据得：q＝

4

9×10−8C

（3）C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点，运动过程中系统能量守恒，

设P与A之间的距离为x，

由能量守恒得：

1

2×2mv12+k

Qq

a＝2mg(x−a)+k

Qq

x

代入数据得：x=（0.4+

2

5） m（或x=0.683 m）

（4）当C和B向下运动的速度最大时，与A之间的距离为y，

对C和B整体进行受力分析有：2mg＝k

Qq

y2，

代入数据有：y=

2

5m（或y=0.283 m）

由能量守恒得：

1

2×2mv12+k

Qq

a＝

1

2×2mvm2−2mg(a−y)+k

Qq

y

代入数据得：vm＝

16−8