如图(a)所示,在光滑绝缘水平面内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在B点.t=0时,带正电的小球P1以速度v0从A点开始向右运动,随

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 碰撞/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图(a)所示,在光滑绝缘水平面内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在B点.t = 0时,带正电的小球P1以速度v0从A点开始向右运动,随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前速度的一半,P1的质量为m,带电量为q,P2的质量3m,A、B间距为L0.已知

(1)求第一次碰撞后小球P2的速度.
(2)在两球第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,求两球之间距离的最大值.

◎ 答案

(1)(方向水平向右)(2)

◎ 解析

(1)在0~T内,电场强度为0,P1做匀速运动,位移为
                       ①
说明P1与P2恰好在t = T时发生碰撞,P1碰前速度为v0,取水平向右方向为正方向,根据动量守恒定律得
         ②
解得第一次碰撞后P2的速度
(方向水平向右)     ③
(2)碰后P1受到水平向右的电场力作用,先向左减速运动,再向右加速运动,而P2保持向右匀速运动。当P1与P2的速度达到相等时,两球之间的距离达到最大。
设这一过程时间为t,P1的加速度为a,则
           ④
由牛顿定律,得
                   ⑤
代入解得
t T                       
    这段时间内,P1的位移为
       ⑦
P2的位移为
                 ⑧
因此两球之间距离的最大值
               ⑨
(每式2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图(a)所示,在光滑绝缘水平面内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在B点.t=0时,带正电的小球P1以速度v0从A点开始向右运动,随…”主要考查了你对  【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。