题目内容

(20分)如图,在倾角为的足够长的光滑绝缘斜面上,带正电的物块A和不带电绝缘物块B相距.,物块A位于斜面底端,斜面处于范围足够大、方向平行斜面向上的匀强电场中。将A、B同时由静止释放,两物块恰好在AB中点处发生第一次碰撞, A、B碰撞过程相互作用时间极短,已知A、B碰撞过程无机械能损失,且A的电荷没有转移,A、B均可视为质点,重力加速度为。求: 

(1)第一次相碰前瞬间A、B的速度大小;
(2)第一次碰撞后,第二次碰撞前,A、B之间的最大距离; 
(3)若斜面长度有限,要使A、B仅能在斜面上发生两次碰撞,试求斜面长度的范围。

(1) (2) (3)

解析试题分析:( 1 )对B由动能定理有:(2分)
解得,故A、B的速度大小均为(2分)
(2)选平行斜面向上,对第一次碰撞有: (1分)
(1分)
解得:,(2分)
撞后: A匀加速,B匀减速.加速度大小相等
由有: (1分)
设A、B第二次碰撞前距离为,有: (1分)
当时,有最大值(1分)
(3)当时,A、B第二次碰撞,此时
,(1分)
对第二次碰撞有:(1分)
(1分)
解得:,(1分)
设A、B第三次碰撞前距离为,有:
当时,A、B即将第三次碰撞,此时(1分)
所以斜面的最小长度:(1分)
则(1分)
所以斜面的最大长度:(1分)
则(1分)
故
考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律、动能定理、动量守恒定律.

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