光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的“┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩

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

◎ 题目

光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的“┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与物体都静止,试求:
(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大?
(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的
3
5
,则物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬时,滑板的速度v和物体的速度v2分别为多大?(碰撞时间可忽略,速度均指对地速度)
(3)物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?
魔方格

◎ 答案

(1)由动能定理得 qEL1=
1
2
m
v21
v1=

2qEL1
m

(2)若物体碰后仍沿原来方向运动,碰后滑板的速度为v,由动量守恒得
mv1=m?
3
5
v1
+4mv
解得,v=
v1
10
3
5
v1
,由于B与A同向运动,故不可能,
∴物块碰后必反弹,速度为v1′=-
3
5
v1

根据动量守恒定律得
mv1=-m?
3
5
v1
+4mv 解得 v=
2
5
v1

(2)由于碰后滑板匀速运动直至与物体第二碰撞之前,故物体与A第二次碰前,滑板的速度为 v=
2
5
v1
=
2
5

2qEL1
m

物体与A壁第二碰前,设物块的速度为v2
v2=v1′+at
两物体第二次相碰时,位移相等,则有
vt=v1′+
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