如圖所示,光滑水平面上放有用絕緣材料制成的“L”型滑板,其質(zhì)量為M,平面部分的上表面光滑且足夠長.在距滑板的A端為l的B處放置一個質(zhì)量為m、帶電量為q的小物體C(可看成是質(zhì)點),在水平的勻強電場作用下,由靜止開始運動.已知:M=3m,電場的場強為E.假設(shè)物體C在運動中及與滑板A端相碰時不損失電量.
(1)求物體C第一次與滑板A端相碰前瞬間的速度大。
(2)若物體C與滑板A端相碰的時間極短,而且碰后彈回的速度大小是碰前速度大小的
1
5
,求滑板被碰后的速度大小.
(3)求小物體C從開始運動到與滑板A第二次碰撞這段時間內(nèi),電場力對小物體C做的功.
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(1)設(shè)物體C在電場力作用下第一次與滑板的A段碰撞時的速度為v1,由動能定理得:
         qEl=
1
2
mv12 解得:v1=
2qEl
m

(2)小物體C與滑板碰撞過程中動量守恒,設(shè)滑板碰撞后的速度為v2,由動量守恒定律得
     mv1=Mv2-m
1
5
v1
解得:v2=
2
5
v1=
2
5
2qEl
m

(3)小物體C與滑板碰撞后,滑板向左作以速度v2做勻速運動;小物體C以
1
5
v1的速度先向右做勻減速運動,然后向左做勻加速運動,直至與滑板第二次相碰,設(shè)第一次碰后到第二次碰前的時間為t,小物體C在兩次碰撞之間的位移為s,根據(jù)題意可知,小物體加速度為
      a=
qE
m

小物體C與滑板從第一次碰后到第二次碰時位移相等,即
     v2t=-
1
5
v1t+
1
2
at2 解得:t=
6
5
2ml
qE

兩次相碰之間滑板走的距離s=v2t=
24
25
l

設(shè)小物體C從開始運動到與滑板A第二次碰撞這段過程電場力對小物體做功為W,則:W=qE(l+s)
解得:W=
49
25
qEl

答:(1)物體C第一次與滑板A端相碰前瞬間的速度大小是
2qEl
m

    (2)滑板被碰后的速度大小是
2
5
2qEl
m

    (3)電場力對小物體C做的功W=
49
25
qEl
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,脫離彈簧后當它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點.試求:
(1)彈簧開始時的彈性勢能;
(2)物體從B點運動至C點克服阻力做的功;
(3)物體離開C點后落回水平面時的速度大小和方向.

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如圖所示,光滑水平面MN左端擋板處有一彈射裝置P,右端N與處于同一高度的水平傳送帶之間的距離可忽略,水平部分NQ的長度L=8m,皮帶輪逆時針轉(zhuǎn)動帶動傳送帶以v=2m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動.MN上放置兩個質(zhì)量都為m=1.0kg的小物塊A、B,它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4.開始時,A、B靜止,A、B間壓縮一輕質(zhì)彈簧,其彈性勢能EP=16J.現(xiàn)解除鎖定,彈開A、B,并迅速移走彈簧.
(1)求物塊B被彈開時速度的大;
(2)A與P相碰后靜止,當物塊B返回水平面MN后,A被P彈出,A、B相碰后粘在一起向右滑動,要使A、B連接體剛好從Q端滑出,求P對A做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?如東縣模擬)如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)粗糙的半圓形導(dǎo)軌在B點銜接,BC為導(dǎo)軌的直徑,與水平面垂直,導(dǎo)軌半徑為R,一個質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s至A處.小球從A處由靜止釋放被彈開后,以速度v經(jīng)過B點進入半圓形軌道,之后向上運動恰能沿軌道運動到C點,求:
(1)釋放小球前彈簧的彈性勢能;
(2)小球到達C點時的速度和落到水平面時離B點的距離;
(3)小球在由B到C過程中克服阻力做的功.

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如圖所示,光滑水平面內(nèi),一根細繩一端固定,另一端系一小球,現(xiàn)讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則(  )

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