题目内容

【题目】两质量为m的小球,A带电+q,B不带电,两球静止放在光滑水平面上,且相距L,现在空间沿AB方向加一个电场强度大小为E是匀强电场,t=0时刻,A开始受电场力运动.经过一段时间,A、B间第一次发生弹性正碰,且无电量转移,以后A、B之间的碰撞都是弹性碰撞.重力加速度为g,求

(1)A、B第一次刚 要发生碰撞时,A球的速度多大?

(2)从A、B第一次发生碰撞到第二次碰撞经历时间为多少?

(3)求从第1次碰撞结束到第19次碰撞刚要发生所经历的时间是多少?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)从A球开始运动到第一次碰撞之前,对A,由动能定理有

可得

(2)第一次发生碰撞后A的速度设为v1,B的速度变为v2,根据动量守恒和能量关系有:mv10=mv1+mv2

mv102=mv12 +mv22

解得:v1=0,v2=v10 速度交换

设小球A的加速度为a,第一次碰后结束到第二次发生碰撞前瞬间经过时间为t2则根据牛顿第二定律知:qE=ma

由位移时间关系有:

解得

(3)设第二次发生碰撞前A的速度为v3,则 v3=at2=2v2

当A、B第二次碰撞后交换速度,B的速度变为2v2,A的速度变为v2;第三次碰撞又是相差v2的速度开始,A加速追击B,所以所用时间与t2相同,以此类推,第1次正碰到第19次正碰之间的时间 t19=t18=…=t2=

故总时间

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