题文
如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功______,在竖直位置处两球的总动能______.
题型:未知 难度:其他题型
答案
因为杆及AB受力的合力矩为顺时针,所以系统沿顺时针转动到竖直位置,电场力对A和B都做正功,电场力对A、B做总功为:
W=Eq1×l2+Eq2×l2=(q1+q2)El2.
在此过程中重力对A做正功,对B做负功,设两球总动能为Ek,由用动能定理得:
12(m2-m1)gl+12(q1+q2)El=Ek-0
所以两球总动能为:12[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l
故答案为:(q1+q2)El2,12[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l
解析
l2
考点
据考高分专家说,试题“如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,.....”主要考查你对 [力矩的平衡 ]考点的理解。
力矩的平衡
力矩和力偶:
①力臂:从转动轴到力的作用线的距离。
②力矩:力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
③力偶:力学上把作用在同一物体上的大小相等,方向相反、不共线的两个平行力组成的力系称为力偶。
④力偶矩:力学中,用力偶中的任一力的大小与力偶臂的乘积再冠以相应的正、负号,作为力偶使物体转动效应的度量,成为力偶矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
力矩的平衡条件:
有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和等于零,即M合=M1+M2+M3+…=0。
刚体平衡的条件:
①在任何外力作用下,大小和形状不变的物体,叫做刚体。
②刚体的平衡条件是合力为零,合力矩为零,即∑F=0,∑M=0。



