如图,质量为M=1kg,绝缘凹槽B静止放置在光滑水平面上,凹槽内长d=1m,槽内左端静止放置一质量m=1kg,大小可忽略的带正电小物体A,电量为q=1×10-4C,物体与凹槽滑动摩擦系数
◎ 题目
如图,质量为M=1kg,绝缘凹槽B静止放置在光滑水平面上,凹槽内长d=1m,槽内左端静止放置一质量m=1kg,大小可忽略的带正电小物体A,电量为q=1×10-4C,物体与凹槽滑动摩擦系数为0.2,t=0时刻起,在空间加上E=6×104N/C的水平向右的匀强磁场,设物体与凹槽相碰瞬间前后二者速度交换,求: (1)物块与凹槽壁第一次相碰瞬间速度各为多少? (2)物块在凹槽内滑行过程中二者速度第一次相等的时刻;物块与凹槽第二次相碰后瞬间撤去电场,求物块和凹槽的最终速度. |
◎ 答案
(1)A与B相撞之前对A进行受力分析得:qE-μmg=ma1. 得:a1=
设A的位移为s,则:s=
对B:μmg=Ma2 得:a2=
又:s-d=
代入数据得:t1=1s;s=
A的速度:vA1=a1t1=4×1m/s=4m/s B的速度:vB1=a2t1=2×1m/s=2m/s; (2)由题意物体与凹槽相碰瞬间前后二者速度交换,则:vA2=vB1=2m/s;vB2=vA1=4m/s. 由于B的速度等于A的速度,所以A加速,B减速,设经过时间t2二者的速度相等,则: vA2+a1t2=vB2-a2t2 代入数据解得:t2=
物块在凹槽内滑行过程中二者速度第一次相等的时刻:t=t1+t2=1s+
从第一次碰撞到速度相同的过程中,A的位移:x1=vA2t2+
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