Question

如圖所示，勻強電場中沿電場線方向上依次有A、B、C三點，AB=BC=1.4m，質(zhì)量m=0.02kg的帶電小球甲以v₀=20m/s的速度從A點向C點運動，經(jīng)過B點時速度為3v₀/4，若在BC之間放一質(zhì)量也為m的不帶電的小球乙，甲和乙碰撞后結(jié)為一體，運動到C點時速度恰好為0．若小球所受重力遠小于電場力而可以忽略，小球在運動中只受電場力作用．求：
（1）碰撞中的機械能損失△E；
（2）碰撞前甲的即時速度v；
（3）碰撞后運動的距離s．

Answer 1

（1）甲球從A到B，由動能定理得：-qE?

.

AB

=

1

2

m(

3v0

4

)2-

1

2

m

v

20

；
從A到碰前過程：-qE?(2

.

AB

-s)=

1

2

mv2-

1

2

m

v

20

；  
聯(lián)立上兩式得：v=10m/s
（2）碰撞過程，根據(jù)動量守恒得：mv=2mv₁；
則得v₁=0.5v=5m/s
碰撞過程中機械能的損失：△E=

1

2

mv2-

1

2

×2m

v

21

代入解得，：△E=0.5J；
（3）對于碰后運動過程，由動能定理得：-qE?s=0-

1

2

m

v

21

；    
代入解得 s=0.4m．
答：
（1）碰撞中的機械能損失為0.5J；
（2）碰撞前甲的即時速度為10m/s；
（3）碰撞后運動的距離為0.4m．