题目内容
(1)小球在两金属板之间运动时的加速度a;
(2)小球射入的初速度v0的大小;
(3)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,绝缘板向左滑行的距离s.
分析:(1)小球在两金属板之间运动时由电场力产生加速度,由牛顿第二定律求出小球的加速度.
(2)小球恰好不与左端金属板相碰时,小球与金属板距离最近,而且小球与金属板的速度相同.以小球与绝缘板组成的系统为研究对象,其合外力为零,根据动量守恒定律求出共同速度,再由能量守恒定律求解小球射入的初速度v0的大小.
(3)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,小球对金属板的作用力大小为qE,做正功,以金属板为研究对象,根据动能定理求解绝缘板向左滑行的距离s.
(2)小球恰好不与左端金属板相碰时,小球与金属板距离最近,而且小球与金属板的速度相同.以小球与绝缘板组成的系统为研究对象,其合外力为零,根据动量守恒定律求出共同速度,再由能量守恒定律求解小球射入的初速度v0的大小.
(3)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,小球对金属板的作用力大小为qE,做正功,以金属板为研究对象,根据动能定理求解绝缘板向左滑行的距离s.
解答:解:(1)金属板间的场强E=
由牛顿第二定律得
小球的加速度a=
=100m/s2,方向水平向右.
(2)小球在两金属板之间运动时,系统动量守恒.设小球恰好不与左端金属板相碰时,系统的速度为v,由动量守恒定律得
mv0=(M+m)v
又由能量守恒得
qU=
m
-
(M+m)v2
联立解得 v0=5m/s
(3)以金属板为研究对象,根据动能定理得
qEs=
Mv2
代入解得 s=0.02m.
答:(1)小球在两金属板之间运动时的加速度a大小是100m/s2,方向水平向右;
(2)小球射入的初速度v0的大小是5m/s;
(3)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,绝缘板向左滑行的距离s是0.02m.
| U |
| d |
由牛顿第二定律得
小球的加速度a=
| qE |
| m |
(2)小球在两金属板之间运动时,系统动量守恒.设小球恰好不与左端金属板相碰时,系统的速度为v,由动量守恒定律得
mv0=(M+m)v
又由能量守恒得
qU=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
| 1 |
| 2 |
联立解得 v0=5m/s
(3)以金属板为研究对象,根据动能定理得
qEs=
| 1 |
| 2 |
代入解得 s=0.02m.
答:(1)小球在两金属板之间运动时的加速度a大小是100m/s2,方向水平向右;
(2)小球射入的初速度v0的大小是5m/s;
(3)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,绝缘板向左滑行的距离s是0.02m.
点评:本题相当于碰撞类型的问题,其基础是分析物体的受力情况和运动情况.
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