题目内容
如图所示,长为2L的板面光滑且不导电平板小车C放在光滑水平面上,车的右端有块挡板,车的质量m=4m,绝缘小物块B的质量mB=2m,若B以一定速度沿平板向右与C车的挡板相碰,碰后小车的速度总等于碰前物块B速度的一半。今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q、质量为mA=m的小物块A,将物块B放在平板车的中央,在整个空间加上一个水平方向的匀强电场时,金属块A由静止开始向右运动,当A以速度v0与B发生碰撞,碰后A以的速度反弹回来,B向右运动,求:
(1)匀强电场的场强大小和方向;
(2)若A第二次和B相碰,判断是在B与C相碰之前还是相碰之后?
(3)A从第一次与B相碰到第二次与B相碰的这个过程中,电场力对A做的功.
(1)方向水平向右
(2)A第二次与B相碰必在B与C相碰之后
(3)
解析:(1)对金属块A,用动能定理得:
(1) 2分
所以电场强度大小: 2分
方向水平向右 2分
(2)A、B碰撞,由系统动量守恒定律得:
(2) 2分
所以
B碰后做匀速运动,碰到挡板的时间为:
(3) 2分
A的加速度:
A在tB段时间的位移为
(4) 3分
因,故A第二次与B相碰必在B与C相碰之后 1分
(3)B与C相碰,由动量守恒定律可得
(5) 3分
A从第一次相碰到第二次与B相碰的位移为L,因此电场力做的功为:
(6) 3分
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