3、光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料料成的“┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与物体都静止,试求:
(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大?
(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的3/5,则物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬时,滑板的速度v和物体的速度v2分别为多大?(均指对地速度)
(3)物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?(碰撞时间可忽略)
3、解:(1)由动能定理
得 ①
(2)若物体碰后仍沿原方向运动,碰后滑板速度为V,
由动量守恒 得物体速度,故不可能 ②
∴物块碰后必反弹,由动量守恒 ③ 得 ④
由于碰后滑板匀速运动直至与物体第二次碰撞之前,故物体与A壁第二次碰前,滑板速度⑤ 。
物体与A壁第二次碰前,设物块速度为v2, ⑥
由两物的位移关系有: ⑦即 ⑧
由⑥⑧代入数据可得: ⑨
(3)物体在两次碰撞之间位移为S,
得
∴ 物块从开始到第二次碰撞前电场力做功
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