如图所示,在光滑绝缘水平面上,不带电的绝缘小球P2静止在O点.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,反弹速度为23v0.从碰撞时刻起在AB区域内加上

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在光滑绝缘水平面上,不带电的绝缘小球P2静止在O点.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,反弹速度为
2
3
v0.从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右,电场强度为E0的匀强电场,并且区域外始终不存在电场.P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量为m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距为L=
4L0
3
,已知
qE0
m1
=
4v02
3L0

(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.
(2)判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞.

◎ 答案

(1)碰撞后P1以速度v1=
2
3
v0向左做匀减速直线运动,设最大距离为s,由运动学公式有
v12=2as
v1=at②
由牛顿第二定律有
qE0=m1a③
qE0
m1
=
4v02
3L0

联立解得
s=
1
6
L0

所需时间t=
L0
2v0

(2)设碰后P2速度为v2,以v0方向为正方向,由动量守恒:
m1v0=m1(-
2
3
v0)+m2v2

设P1、P2碰撞后又经△t时间在OB区间内能再次发生碰撞,
P1位移为s1,P2位移为s2,由运动学公式,有
s1=-
2
3
v0△t+
1
2
a△t2

s2=v2△t⑨
s1=s2
联立解得
s2=
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