光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不
◎ 题目
光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中.初始时刻,滑块与物体都静止,试问: (1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度υ1多大? (2)若物体与A壁碰后相对水平面的速率为碰前速率的
(3)物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做的功为多大?(设碰撞所经历时间极短) |
◎ 答案
(1)对物体,根据动能定理,有qEL1=
(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v1′;滑板的速度为v,则 mv1=mv1′+4mv. 若v1′=
故应取v1′=-
在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同. ∴
即v2=
(3)对整个过程运用动能定理得; 电场力做功W= |