题目内容
如图所示，质量m1=1g、带电量q1=+5×10-7C的小金属块位于绝缘水平面上，匀强电场斜向上与水平面的夹角为53°．现将m1从A点由静止释放经时间t=1s到达B点与处于静止状态的另一带电量q2=-5×10-7C、质量m2=5g的小金属块相碰，碰后m1向左又滑行了S1=0.4m后停下．AB间的距离为L=1.5m，两金属块与水平面间的动摩因数均为μ=0.5，两金属块的库仑力忽略不计．求：（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2）
（1）电场强度的大小；
（2）AB间电势差；
（3）最终m1与m2的距离．
分析：（1）m向先右做匀加速运动，已知时间、位移、初速度，根据位移公式求出加速度，根据牛顿第二定律求解电场强度的大小．
（2）由公式U=Ed求解AB间电势差．
（3）由速度公式v=at求得碰撞前m1的速度．m1、m2相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电．
运用动量守恒定律求出碰后m2的速度，根据动能定理求得对m2碰后向右运动的位移，即可求得两者之间的距离．
（2）由公式U=Ed求解AB间电势差．
（3）由速度公式v=at求得碰撞前m1的速度．m1、m2相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电．
运用动量守恒定律求出碰后m2的速度，根据动能定理求得对m2碰后向右运动的位移，即可求得两者之间的距离．
解答：解：（1）m1在电场中向右加速前进L的过程中，有
L=
at2 ①
代入数据得：a=3m/s2 ②
根据牛顿第二定律得：
qEcos53°-f=m1a ③
qEsin53°+N=m1g ④
又f=μN ⑤
由①②③④⑤解得：E=
，
代入数据得E=16000N/C
（2）AB间电势差UAB=ELcos53°=14400V；
（3）m1、m2相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电
碰前A的速度v0为：v0=at=3m/s设碰后m1的速度为v1，m2的速度为v2，前进的距离为S2，最终m1、m2的距离为△S，则有：
m1v0=-m1v1+m2v2
根据动能定理得：
-μm1gS1=0-
m1
-μm2gS2=0-
m2
又△S=S1+S2
由以上各式可解得：△S=0.5m
答：
（1）电场强度的大小是16000N/C；
（2）AB间电势差是14400V；
（3）最终m1与m2的距离是0.5m．
L=
| 1 |
| 2 |
代入数据得：a=3m/s2 ②
根据牛顿第二定律得：
qEcos53°-f=m1a ③
qEsin53°+N=m1g ④
又f=μN ⑤
由①②③④⑤解得：E=
| m1(a+μg) |
| (cos53°-μsin53°)q |
代入数据得E=16000N/C
（2）AB间电势差UAB=ELcos53°=14400V；
（3）m1、m2相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电
碰前A的速度v0为：v0=at=3m/s设碰后m1的速度为v1，m2的速度为v2，前进的距离为S2，最终m1、m2的距离为△S，则有：
m1v0=-m1v1+m2v2
根据动能定理得：
-μm1gS1=0-
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
-μm2gS2=0-
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
又△S=S1+S2
由以上各式可解得：△S=0.5m
答：
（1）电场强度的大小是16000N/C；
（2）AB间电势差是14400V；
（3）最终m1与m2的距离是0.5m．
点评：本题按时间顺序运用程序分析是解题的基础，关键把握每个过程所遵守的物理规律，运用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒、动能定理等于力学基本规律处理．
练习册系列答案
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