在光滑绝缘的水平面上,存在平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E.水平面上放置两个静止的小球彳和B(均可看作质点),两小球质量均为m,A球带电荷量为+q,B球不带电,A、

◎ 题目

在光滑绝缘的水平面上,存在平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E.水平面上放置两个静止的小球彳和B(均可看作质点),两小球质量均为m,A球带电荷量为+q,B球不带电,A、B连线与电场线平行.开始时两球相距L,在电场力作用下,A球开始运动(此时为计时零点,即t=0),后与B球发生对心碰撞,碰撞过程中A、B两球总动能无损失.设在各次碰撞过程中,A、B两球间无电量转移,且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力.求:
(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?
(2)从计时零点到即将发生第三次碰撞这段过程中,共经过多长时间?
(3)从计时零点到即将发生第n次碰撞这段过程中,小球A经过的位移大小为多少?
魔方格

◎ 答案

(1)A球的加速度为a=
qE
m

碰前A的速度为vA1=

2aL
=

2qEL
m
,碰前B的速度为vB1=0由于碰撞过程中A、B两球总动能无损失,交换速度,则碰撞后A、B的速度分别
   vA1′=0,vB1′=vA1=

2qEL
m

(2)A、B球发生第一次、第二次、第三次的碰撞时间分别为t1、t2、t3
则t1=
vA1-0
a
=

2mL
qE

第一次碰后,经t2-t1时间A、B两球发生第二次碰撞,设碰前瞬间A、B两球速度为vA2和vB2,则有
   vB1′(t2-t1)=
1
2
a(t2-t1)2

解得,t2=3t1
   vA2=a(t2-t1)=2at1=2vA1=2

2qEL
m

  vB2=vB1′=

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