如图所示,在一光滑绝缘的水平面上,静置两个质量均为m,相距为L的小球,其中A球带正电q,B球不带电.若在水平面上加一水平向右的匀强电场,场强为E.A球受电场力作用,向右运

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在一光滑绝缘的水平面上,静置两个质量均为m,相距为L的小球,其中A球带正电q,B球不带电.若在水平面上加一水平向右的匀强电场,场强为E.A球受电场力作用,向右运动与B球碰撞,设每次碰撞前后两球交换速度,并且碰撞过程无电荷转移.问:在A、B两球第n次碰撞前瞬间,A球通过的总位移S.
魔方格

◎ 答案

对A由牛顿第二定律得:加速度a=
F
m
=
qE
m

以A为研究对象,由动能定理得:qEL=
1
2
mv12-0,
解得:两球第一次碰撞前瞬间,A球速度:v1=

2qEL
m
=

2aL

两球第一次碰撞后瞬间,A球速度0,B球速度v1. 
碰后A做匀加速直线运动,B做匀速直线运动,当它们位移相等时再次发生碰撞,
两球第二次碰撞前瞬间,有 v1t1=
1
2
a
t21
,解得:t1=
2v1
a

此时A球速度:v2=at1=2v1
两球第二次碰撞后瞬间,A球速度v1,B球速度v2=2v1
两球第三次碰撞前瞬间,由v2t2=v1t2+
1
2
a
t22

解得:t2=
2(v2-v1)
a
=
2v1
a

A球速度  v3=v1+at2=3v1
两球第三次碰撞后瞬间,A球速度v2,B球速度v3
两球第四次碰撞前瞬间,由v3t3=v2t3+
1
2
a
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