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解:(1)當兩球能夠發(fā)生第一次碰撞時,A球沒有離開水平面,沿水平方向只受電場力的作用,做勻加速直線運動,且滿足
聯(lián)立以上各式得:
即經(jīng)過時間
兩球發(fā)生第一次碰撞.A球與B球第一次碰撞時,動量守恒,則
根據(jù)題意,總能量不損失,則
聯(lián)立解得
(2)設(shè)
代入數(shù)值求得
o=0.2m/s t
o=0.1s a=2m/s
2 設(shè)每次碰撞前,A、B的速度分別為
1、
2 ,碰撞后分別為
、
,由于碰撞中動量守恒,總動能不損失,所以:
解得
即碰撞后兩球總是交換速度.由上一問可知,第一次碰后A球速度為0 ,此后作勻加速直線運動;B球作速度為
0 的勻速直線運動.設(shè)第二次碰撞前A球速度為v
A2 ,所用時間為△t
2 ,則
解得
碰撞后,交換速度,A的速度變?yōu)関
0 ,B的速度變?yōu)?v
0 設(shè)第三次碰撞前A球速度為v
A3,所用時間為△t
3 ,,則
解得
A3=3
0 再次碰撞后,交換速度,A的速度變?yōu)?
0 ,B的速度變?yōu)?
0同理可證,第一次碰撞后的過程中,A、B每次碰撞前的加速過程(即相鄰兩次碰撞的間隔),時間均相等,為 2t=0.2s 同時可得,A球加速n次后的速度為n
0 .碰后速度為(n-1)
0.每一次碰后至下一次碰前速度增加2
0設(shè)加速n次后A球剛要離開地面,則 nq
0B=mg 代值解得 n=5×10
3 即最多碰5000次.