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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、

网友投稿  2022-12-04 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A,从距B球为S处自由释放,并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失,且A球的电荷量始终不变。已知B球质量为A球质量的3倍,A、B小球均可视为质点。求:
(1)A球与B球碰撞前瞬间的速度v0
(2)求A球与B球第一次碰撞后瞬间,A球的速度v1和B球的速度v2
(3)B球被碰后的运动为周期性运动,其运动周期,要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求劲度系数k的可能取值。

◎ 答案

解:(1)设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0
由动能定理得
解得:
(2)碰撞过程中动量守恒
机械能无损失,有
联立③④解得方向向左,方向向右
(3)要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置,则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的
 ⑥
(n=0 、1 、2 、3 ……) ⑦
由题意得:
解得:(n=0 、1 、2 、3 ……)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、…”主要考查了你对  【碰撞】,【带电粒子在电场中的加速】  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。



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