题目内容
如图所示，EF为绝缘水平面，0点左侧是粗糙的，右侧是光滑的，一轻质绝缘弹簧右端固定在墙壁上，左端与静止在0点、质量为m的不带电小物块A连接，弹簧处于原长状态．质量为2m，电荷量为q的带电物块B，在水平向右、电场强度为E的匀强电场作用下由C处从静止开始向右运动，B运动到0点时与物块A相碰（设碰撞时间极短，碰撞过程中无电荷量损失，A、B不粘连），碰后它们以碰前B速度的2/3一起向右运动，当它们运动到D点时撤去电场．已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为0.2Eq物块B和A均可视为质点，弹簧的形变始终在弹性限度内，且EO=5L，OD=L．求：（1）撤去电场后弹簧的最大弹性势能；
（2）返回运动的过程中，物块B由O点向左运动直到静止所用的时间．
分析：根据动能定理求出B物体运动到O时的速度，碰撞过程由于内力远远大于外力，动量守恒，根据动量守恒求出碰后AB共同速度，当AB速度最后减到0时，弹簧具有最大弹性势能．然后根据功能关系求解．
解答：解：（1）滑块B从C到O过程，根据动能定理，有：
（qE-f）5L=
×2m×
-0
其中：f=0.2qE
解得：v0=2
碰撞后Ab合为一体，电量仍为q，速度为v1=
v0=
当运动速度为零时，弹性势能最大，有：
Ep=
×(3m)×
+qEL
解得：
Ep=
qEL
（2）设整体回到O点时的速度为v2
Ep=
×(3m)×
解得：v2=
=
接着AB分离，B做匀减速运动
a=
=
t=
解得：t=
答：（1）撤去电场后弹簧的最大弹性势能为
qEL；
（2）返回运动的过程中，物块B由O点向左运动直到静止所用的时间为
．
（qE-f）5L=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
其中：f=0.2qE
解得：v0=2
|
碰撞后Ab合为一体，电量仍为q，速度为v1=
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 3 |
|
当运动速度为零时，弹性势能最大，有：
Ep=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
解得：
Ep=
| 11 |
| 3 |
（2）设整体回到O点时的速度为v2
Ep=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
解得：v2=
|
| 1 |
| 3 |
|
接着AB分离，B做匀减速运动
a=
| f |
| 2m |
| qE |
| 10m |
t=
| v2 |
| a |
解得：t=
| 10 |
| 3 |
|
答：（1）撤去电场后弹簧的最大弹性势能为
| 11 |
| 3 |
（2）返回运动的过程中，物块B由O点向左运动直到静止所用的时间为
| 10 |
| 3 |
|
点评：考查了动量守恒与功能关系的综合应用，注意把复杂的过程分解为多个小过程，同时A与B碰撞过程中有能量损失，这点也是很多同学容易忽视的．
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