题目内容
【题目】如图所示,有一倾角为θ的足够长的绝缘轨道,轨道上放两个相距L的绝缘滑块A和B,A和B的质量均为m,与轨道的动摩擦因数均为μ,且μ=tanθ,滑块A带电量为+q,滑块B不带电,开始时A、B均静止。若在该空间加上大小为E,沿斜面向下的匀强电场,由于受电场力作用,A开始沿斜面向下运动,若A、B碰撞过程中时间极短,且无能力损失,无电荷转移,A和B可视为质点,求:
![]()
(1)A与B第一次相碰后,B的速率;
(2)从A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间;
(3)两滑块从第n次碰撞到第n+1次碰撞的时间内B滑块所通过的路程。
【答案】(1)
(2)
(3)4nL
【解析】(1)对A由动能定理
,解得![]()
对A、B第一次碰撞分析
,
;
联立解得![]()
(2)从A开始运动到第一次与B碰撞历时![]()
设第二次碰撞前A的速度为
,从第一次碰撞后到第二次碰撞前历时
,则![]()
解得
,故到两滑块第二次碰撞时经历的时间为![]()
(3)第二次碰撞前A的速度为
,此时B的速度为![]()
![]()
第二次碰撞后速度再交换,由v-t图像可得第3次碰撞前A的速度
,
此时B的速度![]()
以此类推第n次碰撞前A的速度为![]()
故从第n次到第n+1次碰撞经历时间为![]()
这段时间内B以速度
做匀速运动,故这段时间内B通过的路程为![]()
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