题目内容
【题目】如图所示，“L”形槽固定在光滑水平面，槽的曲面部分光滑，水平部分粗糙且长度d=2m，上方有水平向右的匀强电场，场强E=102N/C．不带电的绝缘物体B静止在槽的水平部分最左端，在槽的最右端并排放置一个与它等高的，足够长的木板C，足够远处有竖直的挡板P．ABC质量均为m=1kg，现将带正电的电量q=5×10﹣2C，物体A从槽的曲面上距B的竖直高度为h=0.8m处由静止释放，已知A.B与槽的水平部分及C的上表面的动摩擦因数均为μ=0.4．A与B，C与P的碰撞过程时间极短且碰撞过程中无机械能损失．A.B均可看作质点且A的电量始终保持不变，g取10m/s2．求：
(1)A与B第一次碰撞后B的速度；
(2)A与B第二次碰撞后B的速度；
(3)物体B最终停在距离木板C左端多远处．
【答案】(1) 4m/s (2) 2m/s (3) 0.5m
【解析】
(1)A与B第一次碰撞前，由机械能守恒定律得
解得：v0=4m/s
规定向右为正方向，碰撞过程动量守恒：
mv0=mvA+mvB
机械能守恒：
解得：vA=0，vB=4m/s
(2)A与B第一次碰撞后A做匀加速直线运动，
加速度大小
B做匀减速速直线运动，根据牛顿第二定律得
加速度大小
B的速度减到零所需的时间为
B的位移
位移为
而A作匀加速直线运动1s发生的位移为
所以当B的速度减到零以后才发生第二次碰撞，第二次碰撞前A的速度
由动量守恒定律及机械能守恒可得：
A B第二次碰撞后B获得的速度v'B=2m/s
(3)A与B完成第二次碰撞后A将静止．此时B刚好滑上C的上表面，
B与C在第一次与挡板P碰前的共同速度为
mv'B=2mv1；
代入数据得：v1=1m/s
C与P碰后向左运动，因为B与C动量大小相同，方向相反，取水平向右为正方向，
根据动量守恒定律得
mv1﹣mv1=2mv2
代入数据得：v2=0
最终BC静止，B的动能全部转化为内能，由能量守恒得：
而Q=μmgs
故B距离C的左端：s=0.5m
