(21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷量C.在A的左边相距m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在
◎ 题目
(21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷量C.在A的左边相距m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求: (1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少? (2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少? (3)A、B相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少? |
◎ 答案
(1)m / s (2)m (3)Q=0.18J,m |
◎ 解析
(1)由于PQ部分光滑,滑块A只在电场力作用下加速运动,设经时间t与B相碰,A与B相遇前的速度大小为v1,结合后的共同速度大小为v2,则 ·(2分) ·(2分) 解得s·(1分)m / s 滑块A、B碰撞的过程中动量守恒,即·(2分)m / s·(1分) (2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为,在这段过程中,由动能定理得 ·(2分)解得m·(1分) (3)由于N,N,,即电场力大于滑动摩擦力,AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角O点处,设由于摩擦而产生的热为Q,由能量守恒得 J···(2分) 设AB第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为,假设L2<s,在这段过程中,由动能定理得 解得L2≈0.064m L2<s=0.15m,符合假设,即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧,以后只在粗糙水平面OQ上运动。···(2分) 设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程s1,则·(2分)s1=0.6m·(1分) 设AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是s2,则 (2分) m(1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷量C.在A的左边相距m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在…”主要考查了你对 【动能定理】 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。- 最新内容
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