问题 计算题

如图所示,水平面上放有用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长且不计厚度),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m、电量为+q的小物体,忽略一切摩擦的影响。整个装置置于水平向右的场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与物体都静止。(在碰撞过程中无电荷转移)试问:

(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大?

(2)若物体与A壁碰后速度大小为碰前速率的,则物体在第二次跟A壁碰撞之前,滑板的速度v2和物体的速度v3分别为多大?

答案

(1)释放小物体,物体在电场力作用下水平向右运动,此时,滑板静止不动,对于小物体,

由动能定理得: (4分)        

解得 (2分)

(2)碰后小物体反弹,由动量守恒定律:得(4分)

解得(2分) 

之后,滑板以v2匀速运动,直到与物体第二次碰撞,从第一次碰撞到第二次碰撞时,物体与滑板位移相等、时间相等、平均速度相等

(4分)

解得 (2分)

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