Question

兩個完全相同的小金屬塊A、B，A固定在傾角=30⁰的絕緣斜面上，帶電量q=+2×10^－5C，以A所在的高度為零勢能面。B原來不帶電，質(zhì)量m=1kg，A、B相距3m且將A、B視作點電荷。B由靜止起沿斜面下滑。斜面動摩擦系數(shù)μ=，靜電力常量k =9.0×10⁹N·m²/C²，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）B碰撞A時的速度大�。�

（2）B在離A多少距離時，所具有的動能和重力勢能相等；

（3）B碰A后，速度方向反向，沿斜面上滑，至最高點后再次下滑，分別求出上滑過程中和下滑過程中動能最大的位置距A點的距離；

（4）如果選定兩個點電荷在相距無窮遠(yuǎn)的電勢能為0，則相距為r時，兩點電荷具有的電勢能可表示為E _P =。則計算B從上滑過程的動能最大位置到再次下滑過程的動能最大位置的總勢能變化量。

Answer 1

（1）解法Ⅰ：，           （2分）

≈3.46m/s                    （1分）

     解法Ⅱ：，   （2分）

V₁同上                                   （1分）

（2）設(shè)此時A、B間距為S₁， 且                                       （2分）

解得：S₁=m≈0.86m                                  （1分）

（3）碰撞后電荷重新分配：  

上滑過程：，             （1分）

≈0.34m                             （1分）

下滑過程： ，           （1分）

≈0.67m                                     （1分）

（4）            （1分）

                   （1分）

   （2分）