Question

如圖所示，在高H=2.5m的光滑、絕緣水平高臺邊緣，靜置一個小物塊B，另一帶電小物塊A以初速度v₀=10.0m/s向B運(yùn)動，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，并從臺上飛出后落在水平地面上。落地點(diǎn)距高臺邊緣的水平距離L=5.0m.已知此空間中存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=1.0×10³N/C（圖中未畫出）假設(shè)A在滑行過程和碰撞過程中電量保持不變，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s²。求：

（1）A、B碰撞過程中損失的機(jī)械能。

（2）試說明A帶電的電性，并求出其所帶電荷q的大小。

（3）在A、B的飛行過程中，電場力對它做的功。

 

Answer 1

【答案】

 (1)2.5×J；（2）正電，C；（3）-2.5×J

【解析】

試題分析: 對于A、B碰撞過程，由動量守恒得：

m=2mV

解得  V=5m/s

故A、B碰撞過程中損失的機(jī)械能為△E=m-(2m) =2.5×J

碰后A、B從臺上飛出后做類平拋運(yùn)動，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動，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飛行過程中，電場力做負(fù)功，則W=-qEH=-××2.5J=-2.5×J

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