Question

【題目】如圖所示，水平光滑絕緣軌道MN的左端有一個(gè)固定擋板，軌道所在空間存在E=4.0×N/C、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、帶電荷量q=5.0×C的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從軌道上與擋板相距=0.20m的P點(diǎn)由靜止釋放，滑塊在電場(chǎng)力作用下向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌道向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到與擋板相距=0.10m的Q點(diǎn)，滑塊第一次速度減為零，若滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，電荷量始終保持不變。求：

(1)滑塊沿軌道向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的大小；

(2)滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板處的過程中，電場(chǎng)力所做的功；

(3)滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能。

Answer 1

【答案】(1)0.20m/s2(2)4.0×J (3)2.0×J

【解析】

(1)設(shè)滑塊沿軌道向左做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有：

qE=ma

解得：

a=0.20m/s2

(2)滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板處的程中，電場(chǎng)力所的功

解得：

=4.0×J

(3)根據(jù)能量守恒定律可知，滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能等于滑塊由P點(diǎn)運(yùn)到Q點(diǎn)過程中電場(chǎng)力所做的功，即：

解得：

△E=2.0×J