题目内容

【题目】如图,带电量为q=+2×10-3C、质量为mB=0.1kg的小球B静止在一定高度的光滑绝缘水平板右端,板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E=103N/C的匀强电场。与B球形状相同、质量为mA=0.3kg的绝缘不带电小球A在绝缘板上以初速度v0=10m/s水平向B运动,两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场,在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短,小球B的电量始终不变,取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小

(2)第二次碰撞前瞬间小球B的动能

(3)第二次碰撞与第一次碰撞间的距离

【答案】(1)v1=5m/s v2=15m/s(2)6.25J (3)

【解析】(1)第一次碰撞时, mA=3m=0.3kg,mB=m=0.1kg

两小球动量守恒,即3mv0=3mv1+mv2

机械能守恒,即3mv02=3mv12+mv22

解得碰后A的速度v1=5m/s,B的速度v2=15m/s

(2)碰后AB两球进入电场,竖直方向二者相对静止均做自由落体运动;

水平方向上:A做匀速运动,B做匀减速直线运动

B的加速度大小aB==20m/s2

设经过t时间两小球再次相碰,则有v1t=v2t-aBt2

解得t=1s

此时,B的水平速度为vx=v2-aBt=-5 m/s(负号表明方向向左)

竖直速度为vy=gt=10 m/s

VB2=vx2+vy2

故第二次碰前B的动能EKB=mvB2=6.25J

(3)第一次碰撞后,再经过1秒时间两小球第二次相碰,

竖直方向二者相对静止均做自由落体运动

下落的高度h = gt2/2 = 5 m

水平方向上,A做匀速运动,B做匀减速直线运动

水平方向的位移x = v1 t = 5 m

第二次碰撞与第一次碰撞间的距离L = 5 m

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网