Question

如图所示，水平面上放有用绝缘材料制成的L形滑板（平面部分足够长且不计厚度），质量为4m，距滑板的A壁为L₁距离的B处放有一质量为m、电量为+q的小物体，忽略一切摩擦的影响．整个装置置于水平向右的场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止．（在碰撞过程中无电荷转移）试问：
（1）释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v₁多大？
（2）若物体与A壁碰后速度大小为碰前速率的，则物体在第二次跟A壁碰撞之前，滑板的速度v₂和物体的速度v₃分别为多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）释放小物体，物体在电场力作用下水平向右运动，此时，滑板静止不动，对于小物体，由动能定理即可求解；
（2）碰后小物体反弹，由动量守恒定律求得滑板的速度，之后，滑板以v₂匀速运动，直到与物体第二次碰撞，从第一次碰撞到第二次碰撞时，物体与滑板位移相等、时间相等、平均速度相等，列式即可求解．
解答：解：（1）释放小物体，物体在电场力作用下水平向右运动，此时，滑板静止不动，对于小物体，
由动能定理得：

解得：         
（2）碰后小物体反弹，由动量守恒定律得：
                       
解得：=
之后，滑板以v₂匀速运动，直到与物体第二次碰撞，从第一次碰撞到第二次碰撞时，物体与滑板位移相等、时间相等、平均速度相等

解得=
答：（1）释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度为；
（2）物体在第二次跟A壁碰撞之前，滑板的速度为，物体的速度为．
点评：本题主要考查了动量守恒、动能定理、平均速度公式的应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，难度适中．