如图所示,足够长的绝缘光滑水平面上分别固定着大小、形状完全相同的两个物体A、B,相距L=0.2m,它们的质量mA=mB=0.2kg,其中A物体带正电,电量q=2×10-8C,B物体不带电。水

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,足够长的绝缘光滑水平面上分别固定着大小、形状完全相同的两个物体A、B,相距L=0.2 m,它们的质量mA=mB=0.2kg,其中A物体带正电,电量q=2×10-8C,B物体不带电。水平面上方存在水平向右的匀强电场,场强E=2.5×107N/C,在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后,A物体将沿水平面向右运动,并与B物体发生连续碰撞(碰撞时间极短),两物体碰撞时A物体电量不发生变化,并且每次碰撞时两物体速度均发生相互交换(g取10m/s2)。求:
(1)从A开始运动到两物体第一次相碰经历的时间;
(2)第二次碰撞时,A物体对B物体做的功;
(3)从开始至第n次碰撞时B物体通过的路程。

◎ 答案

解:(1)由题意知,撤去固定A、B的外力后,物体B恰好静止于水平面上,物体A将沿水平面向右做匀速直线运动
以A物体做为研究对象,由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得,从A开始运动到第一次碰撞用时
(2)A与B第一次碰撞前的速度
由于AB碰撞后交换速度,故AB第一次碰后瞬时,B的速率
两物体相碰后,A物体的速度变为零,以后再做匀加速运动,而B物体将以的速度做匀速直线运动
设再经t2时间相碰,则有
解得

由题意知
对B物体由动能定理得
(3)从第2次碰撞开始,每次A物体运动到与B物体碰撞时,速度增加量均为,由于碰后速度交换,因而碰后B物体的速度为:
第一次碰后:
第二次碰后:
第三次碰后:
第n次碰后:
每段时间内,B物体都做匀速直线运动,则第n次碰前所运动的距离为
 

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,足够长的绝缘光滑水平面上分别固定着大小、形状完全相同的两个物体A、B,相距L=0.2m,它们的质量mA=mB=0.2kg,其中A物体带正电,电量q=2×10-8C,B物体不带电。水…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【动能定理】,【碰撞】  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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