（21分）如图所示，在绝缘水平面上的 P 点放置一个质量为 kg的带负电滑块 A ，带电荷量 C．在 A 的左边相距 m
| （21分）如图所示，在绝缘水平面上的 P 点放置一个质量为  kg的带负电滑块 A ，带电荷量 C．在 A 的左边相距 m的 Q 点放置一个不带电的滑块 B ，质量为 kg，滑块 B 距左边竖直绝缘墙壁 s ＝0.15m．在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场，电场强度为 N/C，使 A 由静止释放后向左滑动并与 B 发生碰撞，碰撞的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动，与墙壁发生碰撞时没有机械能损失，两滑块都可以视为质点．已知水平面 OQ 部分粗糙，其余部分光滑，两滑块与粗糙水平面 OQ 间的动摩擦因数均为 μ =0.50，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g =10m/s 2 ．求： （1） A 经过多少时间与 B 相碰？相碰结合后的速度是多少？ （2） AB 与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大距离是多少？ （3） A 、 B 相碰结合后的运动过程中，由于摩擦而产生的热是多少？通过的总路程是多少？ |
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（1）
m / s
（2）
m
（3） Q =0.18J，
m
（1）由于 PQ 部分光滑，滑块 A 只在电场力作用下加速运动，设经时间 t 与 B 相碰， A 与 B 相遇前的速度大小为 v 1 ，结合后的共同速度大小为 v 2 ，则
·（2分）
·（2分）
解得
s·（1分）
m / s
滑块 A 、 B 碰撞的过程中动量守恒，即
·（2分） m / s·（1分）
（2）两滑块共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，第一次速度为零时，两滑块离开墙壁的距离最大，设为
，在这段过程中，由动能定理得
·（2分）解得 m·（1分）
（3）由于
N，
N，
，即电场力大于滑动摩擦力， AB 向右速度为零后在电场力的作用下向左运动，最终停在墙角 O 点处，设由于摩擦而产生的热为 Q ，由能量守恒得
J···（2分）
设 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回，滑块离开墙壁的最大距离为
，假设 L 2 ＜ s ，在这段过程中，由动能定理得
解得 L 2 ≈0.064m
L 2 ＜s＝0.15m，符合假设，即 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回停在 Q 点的左侧，以后只在粗糙水平面 OQ 上运动。···（2分）
设在粗糙水平面 OQ 部分运动的总路程 s 1 ，则
·（2分） s 1 ＝0.6m·（1分）
设 AB 相碰结合后的运动过程中通过的总路程是 s 2 ，则
（2分） m（1分）
m / s（2）
m（3） Q =0.18J，
m （1）由于 PQ 部分光滑，滑块 A 只在电场力作用下加速运动，设经时间 t 与 B 相碰， A 与 B 相遇前的速度大小为 v 1 ，结合后的共同速度大小为 v 2 ，则
·（2分）
·（2分）解得
s·（1分）
m / s 滑块 A 、 B 碰撞的过程中动量守恒，即
·（2分） m / s·（1分）（2）两滑块共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，第一次速度为零时，两滑块离开墙壁的距离最大，设为
，在这段过程中，由动能定理得
·（2分）解得 m·（1分）（3）由于
N，
N，
，即电场力大于滑动摩擦力， AB 向右速度为零后在电场力的作用下向左运动，最终停在墙角 O 点处，设由于摩擦而产生的热为 Q ，由能量守恒得
J···（2分）设 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回，滑块离开墙壁的最大距离为
，假设 L 2 ＜ s ，在这段过程中，由动能定理得
解得 L 2 ≈0.064mL 2 ＜s＝0.15m，符合假设，即 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回停在 Q 点的左侧，以后只在粗糙水平面 OQ 上运动。···（2分）
设在粗糙水平面 OQ 部分运动的总路程 s 1 ，则
·（2分） s 1 ＝0.6m·（1分）设 AB 相碰结合后的运动过程中通过的总路程是 s 2 ，则
（2分） m（1分）
1年前
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