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如图所示,长为2L的板面光滑且不导电的平板小车C放在光滑水平面上,车的右端有档板,车的质量mC=4m.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q.质量为m的物块A,在中间位置放一
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,长为2L的板面光滑且不导电的平板小车C放在光滑水平面上,车的右端有档板,车的质量m
C
=4m.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q.质量为m的物块A,在中间位置放一个绝缘物体B,质量为m
B
=2m.在整个空间加上一个水平方向的匀强电场时,金属块A由静止开始向右运动,并以速度v
0
与B发生碰撞,碰后A以
v
0
4
的速度反弹回来,B以一定速度沿平板向右运动与C车的档板相碰.碰后小车的速度等于碰前物块B速度的一半.物块A.B均视为质点,A.B相碰时的相互作用力远大于电场力,A和B碰撞时所带电荷量不变.求:
(1)匀强电场的场强大小和方向.
(2)若A第二次与B相碰,判断是在B与C相碰之前还是相碰之后?
(3)A从第一次与B相碰到第二次与B相碰的这段时间内,电场力对A做的功.
◎ 答案
(1)由动能定理,得到
qEL=
1
2
m
v
20
,解得
E=
m
v
20
2qL
,因而电场力向右且带正电,电场方向向右
即匀强电场的场强大小为
m
v
20
2qL
,方向水平向右.
(2判断A第二次与B相碰是在BC碰后还是碰前,只需要判断A、B两物体从第一次相碰位置到C处过程的平均速度大小即可;
物体A、B的第一次碰撞过程,动量守恒,由动量守恒定律得到
m
v
0
=m(-
v
0
4
)+2m
v
1
解得第一次碰后B的速度为v
1
=
5
8
v
,设物体A到C处速度为v
0
′,由动能定理,得
qEL=
1
2
m
v′
20
-
1
2
m
(
v
0
4
)
2
,解得
v′
0
=
17
v
4
,则A从第一次相碰位置到C的平均速度为
17
v
4
-
v
4
2
=
(
17
-1)v
8
<
5
8
v
故A与B第二次相碰是在B与C相碰后.
(3)物体B与物体C相碰,根据动量守恒定律,有
2m
?v
1
=2m?
v′
1
+4m?
v
1
2
解得
v′
1
=0,即物体B碰撞后停下不动,故A从第一次相碰到第二次与B相碰这个过程电场力位移为L
所以电场力做功为
W=qEL=
1
2
m
v
20
即A从第一次与B相碰到第二次与B相碰的这段时间内,电场力对A做的功为
1
2
m
v
20
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,长为2L的板面光滑且不导电的平板小车C放在光滑水平面上,车的右端有档板,车的质量mC=4m.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q.质量为m的物块A,在中间位置放一…”主要考查了你对 【功能关系】,【动量守恒定律】,【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/372500.html
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