在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C。在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电势能/2022-11-29 / 加入收藏 / 26 阅读 [打印]
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◎ 题目

在绝缘水平面上放一质量m =2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q =1.0×10-7C。在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M =4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长s0 =0.05m。如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E =4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计。与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,g取10m/s2。求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块碰撞后到弹簧压至最短的过程中,滑块A电势能的变化量;
(3)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离S(结果保留两位小数)。

◎ 答案

解:(1)设两滑块碰前A的速度为v1
      由动能定理有:
      解得:v1=3m/s
      A、B两滑块碰撞,由于时间极短动量守恒,设共同速度为v 
     
      解得:v=1.0m/s
(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短,设弹簧压缩量为x1
      由动能定理有:
      解得:x1=0.02m
      弹簧压缩过程中电场力做正功,电势能减少
       
(3)设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零
      由动能定理得:
      解得:x2≈0.05m
      以后,因为qE>μ(M+m)g,滑块还会向左运动,但弹开的距离将逐渐变小,所以最大距离为:
      S=x2+s-x1=0.05m+0.05m-0.02m=0.08m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C。在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上…”主要考查了你对  【动能定理】,【碰撞】,【电势能】  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。

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