问题
计算题
如图，绝缘水平地面上有宽L=0.4 m的匀强电场区域，场强E=6×105 N/C、方向水平向左，不带电的物块B静止在电场边缘的O点，带电量q=5×10-8 C、质量mA=1×10-2 kg的物块A在距O点s=2.25 m处以v0=5 m/s的 水平初速度向右运动，并与B发生碰撞，假设碰撞前后A，B构成的系统没有动能损失。A的质量是B的k（k>1）倍，A，B与地面间的动摩擦因数都为μ=0.2，物块均可视为质点，且A的电荷量始终不变，取g=10 m/s2。
(1)求A到达O点与B碰撞前的速度大小；
(2)求碰撞后瞬间A和B的速度大小；
(3)讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功。
答案
解：(1)设碰撞前A的速度为v，由动能定理
①
得
②
(2)设碰撞后A，B速度分别为vA，vB，且设向右为正方向；由于弹性碰撞，所以有
mAv=mAvA+mBvB ③
④
联立③④并将mA=kmB及v=4 m/s代入得
⑤，
⑥
(3)讨论：
Ⅰ、如果A能从电场右边界离开，必须满足
⑦
联立⑤⑦代入数据，得k>3 ⑧
电场力对A做功为WE=qEL=6×105×5×10-8×0.4 J=1.2×10-2 J ⑨
Ⅱ、如果A不能从电场右边界离开电场，必须满足
⑩
联立⑤⑩代入数据，得k≤3 
考虑到k>1，所以在1＜k≤3范围内A不能从电场右边界离开 
又qE=3×10-2 N>μmg=2×10-2 N 
所以A会返回并从电场的左侧离开，整个过程电场力做功为0，即WE=0 