Question

如圖所示，在高H=2.5m的光滑、絕緣水平高臺(tái)邊緣，靜置一個(gè)小物塊B，另一帶電小物塊A以初速度v₀=10.0m/s向B運(yùn)動(dòng)，A、B 的質(zhì)量均為m=1.0×10^-3kg。A與B相碰撞后，兩物塊立即粘在一起，并從臺(tái)上飛出后落在水平地面上。落地點(diǎn)距高臺(tái)邊緣的水平距離L=5.0m.已知此空間中存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=1.0×10³N/C（圖中未畫(huà)出）假設(shè)A在滑行過(guò)程和碰撞過(guò)程中電量保持不變，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s²。求：

（1）A、B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

（2）試說(shuō)明A帶電的電性，并求出其所帶電荷q的大小。

（3）在A、B的飛行過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功。

 

Answer 1

【答案】

 (1)2.5×J；（2）正電，C；（3）-2.5×J

【解析】

試題分析: 對(duì)于A、B碰撞過(guò)程，由動(dòng)量守恒得：

m=2mV

解得  V=5m/s

故A、B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為△E=m-(2m) =2.5×J

碰后A、B從臺(tái)上飛出后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，則  x=vt  解得：t=1s

由H＝a 得a=5m/s²＜g，故A應(yīng)帶正電．

根據(jù)牛頓第二定律得  2mg-qE=2ma

得 q==C

在A、B飛行過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，則W=-qEH=-××2.5J=-2.5×J

考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系，機(jī)械能守恒定律．