如图所示.质量m1=1g.带电量q1=+5×10-7C的小金属块位于绝缘水平面上.匀强电场斜向上与水平面的夹角为53°．现将m1从A点由静止释放经时间t=1s到达B点与处于静止状态的另一带电量q2=-5×10-7C.质量m2=5g的小金属块相碰.碰后m1向左又滑行了S1=0.4m后停下．AB间的距离为L=1.5m.两金属块与水平面间的动摩因数均为μ=0.5.两金属块的库仑� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示，质量m₁=1g、带电量q₁=+5×10^-7C的小金属块位于绝缘水平面上，匀强电场斜向上与水平面的夹角为53°．现将m₁从A点由静止释放经时间t=1s到达B点与处于静止状态的另一带电量q₂=-5×10^-7C、质量m₂=5g的小金属块相碰，碰后m₁向左又滑行了S₁=0.4m后停下．AB间的距离为L=1.5m，两金属块与水平面间的动摩因数均为μ=0.5，两金属块的库仑力忽略不计．
求：（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s²）
（1）电场强度的大小；
（2）AB间电势差；
（3）最终m₁与m₂的距离．

分析：（1）m向先右做匀加速运动，已知时间、位移、初速度，根据位移公式求出加速度，根据牛顿第二定律求解电场强度的大小．
（2）由公式U=Ed求解AB间电势差．
（3）由速度公式v=at求得碰撞前m₁的速度．m₁、m₂相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电．
运用动量守恒定律求出碰后m₂的速度，根据动能定理求得对m₂碰后向右运动的位移，即可求得两者之间的距离．

解答：解：（1）m₁在电场中向右加速前进L的过程中，有
L=

at2 ①
代入数据得：a=3m/s² ②
根据牛顿第二定律得：
qEcos53°-f=m₁a ③
qEsin53°+N=m₁g ④
又f=μN ⑤
由①②③④⑤解得：E=

m1(a+μg)

(cos53°-μsin53°)q

，
代入数据得E=16000N/C
（2）AB间电势差U_AB=ELcos53°=14400V；
（3）m₁、m₂相碰时动量守恒、电荷中和，碰后均不带电
碰前A的速度v₀为：v₀=at=3m/s设碰后m₁的速度为v₁，m₂的速度为v₂，前进的距离为S₂，最终m₁、m₂的距离为△S，则有：
m₁v₀=-m₁v₁+m₂v₂　
根据动能定理得：
-μm₁gS₁=0-

　　
-μm₂gS₂=0-