题目内容


光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(水平部分足够长),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的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置置于场强为E的水平向右的匀强电场中。初始时刻,滑板与小物体都静止。试求:  (1)释放小物体后,其第一次与滑板A壁相碰前小物体的速率v1多大?   (2)若小物体与A壁碰后相对地面的速度大小为碰前速率的3/5,则小物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬间,滑板相对于水平面的速度v2和小物体相对于水平面的速度v3分别为多大?  (3)小物体从开始运动到第二次碰撞前瞬间,电场力做功为多大?(设碰撞时间极短且无能量损失,碰撞前后小物体带电量保持不变)


【解析】(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,

 


由动能定理得:          

 


(2)碰后小物体反弹,由动量守恒定律:得                  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

 


    (3)电场力做功等于系统所增加的动能                      


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