题目内容


光滑绝缘的水平地面上方有界空间内存在匀强电场,场强为E,电场宽度为x0,左边界有一固定的绝缘墙壁,如题9图所示,质量为3m和m的A、B两小球静置于地面的同一水平轨道上,电场线与轨道平行,B球处于电场的右边界处,A球距离墙壁为kx0(0<k<1),A、B两球带正电,电量分别为3q和q;今由静止同时释放两球,问(已知所有碰撞机械能均不损失,小球电量不转移,忽略两球的库仑力作用)

(1)A球第一次与墙壁碰时B球的速度大小;

(2)要使A球第一次向右运动过程中就能与B球相碰,求k满足的条件?

(3)若A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,求A、B第一次碰后到第二次碰前两球的最大间距?


解:(1)在电场内运动时两球的加速度:  …①(1分)

A球第一次与墙壁碰时两球速度相等为v,………②(2分)

   由①②式得     ……………… (1分)

(2)A球与墙壁第一次碰后到A、B相遇用时为t,两球加速度为a

有:   ………………③(1分)

                 ………………④ (1分)

            …………⑤(1分)

                             …………⑥(2分)

由③④⑤⑥得:            …………(1分)

(3)A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,即

     相碰时,B球的速度    …………⑦(1分)

     B与A相碰:              …………⑧(1分)

                         …………⑨(1分)

                由⑧⑨得         …………(1分)

当A第二次到墙壁时,两球距离最远;A从碰后到墙壁用时

        ………… ⑩(1分)

    得      …………(1分)

A相对B匀速运动: …………(1分)

得:       …………(1分)


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