(2003•肇庆模拟)光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L

(2003•肇庆模拟)光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L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,滑块与物体都静止,试问:
(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度υ1多大?
(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速率为碰前速率的[3/5],则物体在第二次跟A壁碰撞之前,滑板相对于水平面的速度υ和物体相对于水平面的速度υ2分别为多大?
(3)物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做的功为多大?(设碰撞所经历时间极短)
水中流泪的鱼 1年前 已收到1个回答 举报

weidao880770 幼苗

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解题思路:(1)物体在电场力作用下做匀加速运动,电场力做功qEl,由动能定理求解第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小;
(2)小物体与滑板碰撞过程中系统合外力为零,由动量守恒定律求出滑板被碰后的速度大小;
(3)对整个过程运用动能定理即可求解.

(1)对物体,根据动能定理,有qEL1=[1/2]mv12,得 v1=

2qEL1
m.
(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v1′;滑板的速度为v,则
mv1=mv1′+4mv.
若v1′=[3/5]v1,则v=[1/10]v1,因为v1′>v,不符合实际,
故应取v1′=-[3/5]v1,则v=[2/5]v1=
2
5

2qEL1
m.
在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同.
∴[1/2](v2+v1′)t=v•t,
即v2=[7/5]v1=
7
5

2qEL1
m.
(3)对整个过程运用动能定理得;
电场力做功W=[1/2]mv12+([1/2]mv22-[1/2]mv12)=[13/5]qEL1
答:(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度为

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用.

考点点评: 本题主要考查了动量守恒定律及动能定理的应用,要求同学们能正确分析出物体碰前、碰后的运动情况,难度适中.

1年前

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