问题
计算题
如图(a)所示,在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在O点.t=0时,带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域,随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的倍,P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量m2=5m1,A,O间距为L0,O、B间距L=
.已知
=
,T=
.
(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.
(2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞.
答案
(1),
(2)能再次碰撞
(1)P1经t1时间与P2碰撞,则t1==T
P1,P2碰撞,设碰后P2速度为v2,由动量守恒
m1v0=m1(v0)+m2v2
解得v2=v0/3(水平向右)
碰撞后小球P1向左运动的最大距离Sm=
又a1==
解得Sm=L0/3
所需时间t2==
.
(2)P2从O点运动到B点所需时间t2==4T
在t2时间内,一直存在电场,则P1的位移
x1=v1t2+at22=2L
由于x1>L,故在OB之间P1与P2能再次碰撞.