(2010?江西模擬)如圖所示,兩塊帶有等量異號(hào)電荷的平行金屬板分別固定在長(zhǎng)L=1m的光滑絕緣板的兩端,組成一帶電框架,框架右端帶負(fù)電的金屬板上固定一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)
0=0.5m的絕緣輕彈簧,框架的總質(zhì)量M=9kg,由于帶電,兩金屬板間產(chǎn)生了2×10
3V的高電壓,現(xiàn)用一質(zhì)量為m=1kg,帶電量q=+5×10
-2C的帶電小球(可看成質(zhì)點(diǎn),且不影響金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng))將彈簧壓縮△L=0.2m后用線拴住,因而使彈簧具有65J的彈性勢(shì)能,現(xiàn)使整個(gè)裝置在光滑水平面上以V
0=1m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中拴小球的細(xì)線突然斷裂因而使小球被彈簧彈開.不計(jì)一切摩擦,且電勢(shì)能的變化量等于電場(chǎng)力和相對(duì)于電場(chǎng)沿電場(chǎng)方向的位移的乘積.求:
(1)當(dāng)小球剛好被彈簧彈開時(shí),小球與框架的速度分別為多少?
(2)通過分析計(jì)算回答:在細(xì)線斷裂以后的運(yùn)動(dòng)中,小球能否與左端金屬板發(fā)生接觸?