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.
练习册系列答案
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(14分)一质量为m=2kg的木块放在水平地面上,如图所示。在力F作用下从静止开始匀加速运动,经时间t撤去力F,木块作匀减速运动直到停止。从木块开始运动起计时,下表给出了某些时刻木块的瞬时速度。
| 时刻(s) | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
| 速度(m/s) | 4.0 | 8.0 | 12.0 | 14.0 | 10.0 | 6.0 | 2.0. |
(1)木块与地面间的动摩擦因数μ
(2)力F大小
(3)木块通过的总路程是多少?