(2008•岳阳二模)如图所示,水平地面上方存在水平向左的匀强电场,场强大小E=104N/C,C为固定的弹性挡板.质量m

(2008•岳阳二模)如图所示,水平地面上方存在水平向左的匀强电场,场强大小E=104N/C,C为固定的弹性挡板.质量m1=1kg、带电量q=+3×10-4C的长板A置于地面上,与水平地面的动摩擦因数μ1=0.1,右端距固定挡板C距离为S0.质量m2=2kg、不带电的小木块B放在长板中间,长板A和小木块B之间的动摩擦因数μ2=0.2.今给长板A一水平向右的冲量I=7N•S,长板A开始向右运动,与挡板C发生一次碰撞后,以原速率反弹.此后在长板A反向向左运动、B继续向右运动的过程中A、B同时停止运动,且物块B始终位于长板A上.(设全过程长板带电量保持不变,g=10m/s2)求:
(1)长扳A的初速度v0
(2)长板A右端距固定挡板C距离为S0
jf123a 1年前 已收到1个回答 举报

panaimin 幼苗

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解题思路:(1)对木板,由动量定理求出受冲量后获得的初速度v0
(2)A、C碰撞后在相对滑动过程中同时停止下来,对两个物体进行受力分析可知,系统的合外力为零,动量守恒,列式可得到两个物体速度关系.碰前长木板向右匀减速运动,物块在摩擦力作用下加速,根据牛顿第二定律和运动学公式分别得到碰后两物体速度关系,联立即可求得碰前运动时间,再由运动学公式求出S0

(1)对长木板,由动量定理得
I=m1v0
解得,v0=
I
m1=7m/s ②
(2)A、C碰撞后在相对滑动过程中同时停止下来,对系统分析水平方向受力:电场力和地面的摩擦力作用.
电场力F=qE=3N,水平向左. ③
摩擦力f1(m1+m2)g=3N,水平向右 ④
系统所受的合外力为零,动量守恒,设碰后瞬间长木板A的速度为vA,小木块B的速度为vB,则
m1vA-m2vB=0 ⑤
即vA=2vB(碰前A、B一直存在相对滑动)⑥
碰前长木板向右匀减速运动,加速度大小设为a1,运动时间为t,则
a1=
1
m1[μ1(m1+m2)g+μ2m2g+qE]=10m/s2
vA=v0-a1t ⑧
对B分析,物块在摩擦力作用下加速,a2=
μ2m2g
m2=μ2g=2m/s2
vB=a2t ⑩
由⑥⑦⑧⑨⑩各式联立得 t=0.5s
由S0=v0t-
1
2a1t2得,S0=2.25m
答:
(1)长扳A的初速度v0是7m/s.
(2)长板A右端距固定挡板C距离为S0是2.25m.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动量定理.

考点点评: 本题分析物体的受力情况判断出碰后动量守恒是关键,运用动量守恒、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解.

1年前

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