精英家教網(wǎng)如圖所示,絕緣小球A靜止在高為h=0.8m的光滑平臺上,帶電量為qB=+0.3C的小球B用長為L=1m的細線懸掛在平臺上方,兩球質量mA=mB=0.5kg,整個裝置放在豎直向下的勻強電場中,場強大小E=10N/C,現(xiàn)將細線拉開角度α=60°后,由靜止釋放B球,在最低點與A球發(fā)生對心碰撞,碰撞時無機械能損失.不計空氣阻力,取g=10m/s2,求:
(1)B球在碰撞前的速度;
(2)A球離開平臺的水平位移大。
分析:(1)由靜止釋放B球,在B球向下擺動的過程中,重力和電場力做功,根據(jù)動能定理求解B球在碰撞前的速度;
(2)A、B兩球碰撞時無機械能損失,動量和機械能均守恒,由兩大守恒定律列方程可求出碰撞后兩球的速度.碰撞后A先向右勻速運動,再平拋運動,由運動的分解法求解A球離開平臺的水平位移大小.
解答:解:(1)設B球在最低點速度為
v
 
0
,對B球,由動能定理得:
  mBgL(1-cosα)+qBEL(1-cosα)=
1
2
mB
v
2
0

解得:v0=4m/s                 
(2)碰撞后A球B球速度分別為vA,vB,由動量守恒得:
   mBv0=mBvB+mAvA                 
能量守恒:
1
2
mB
v
2
0
=
1
2
mB
v
2
B
+
1
2
mA
v
2
A

聯(lián)立解得    vA=4m/s   (vB=0)
碰后A先勻速運動,再平拋運動,
豎直方向:h=
1
2
gt2

t=
2h
g
=
2×0.8
10
s=0.4s

水平位移s=vAt=4×0.4=1.6m            
答:
(1)B球在碰撞前的速度是4m/s;
(2)A球離開平臺的水平位移大小是1.6m.
點評:本題是動能定理、動量守恒、機械能守恒、平拋運動等知識的綜合.本題中兩球發(fā)生的彈性碰撞,遵守兩大守恒.難度適中.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,絕緣小球A靜止在高為h=0.8 m的光滑平臺上,帶電量為qB =+0.3C的小球B用長為L=1m的細線懸掛在平臺上方,兩球質量mA=mB=0.5kg,整個裝置放在豎直向下的勻強電場中,場強大小E =10N/C,現(xiàn)將細線拉開角度α =60o后,由靜止釋放B球,在最低點與A球發(fā)生對心碰撞,碰撞時無機械能損失。不計空氣阻力,取g=10m/s2,求:

1.B球在碰撞前的速度;

2.A球離開平臺的水平位移大小。

 

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科目:高中物理 來源:2011年廣東省建新中學高三模擬物理卷 題型:計算題

如圖所示,絕緣小球A靜止在高為h="0.8" m的光滑平臺上,帶電量為qB =+0.3C的小球B用長為L=1m的細線懸掛在平臺上方,兩球質量mA=mB=0.5kg,整個裝置放在豎直向下的勻強電場中,場強大小E =10N/C,現(xiàn)將細線拉開角度α =60o后,由靜止釋放B球,在最低點與A球發(fā)生對心碰撞,碰撞時無機械能損失。不計空氣阻力,取g=10m/s2,求:

【小題1】B球在碰撞前的速度;
【小題2】A球離開平臺的水平位移大小。

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科目:高中物理 來源:2011年廣東省高三模擬物理卷 題型:計算題

如圖所示,絕緣小球A靜止在高為h=0.8 m的光滑平臺上,帶電量為qB =+0.3C的小球B用長為L=1m的細線懸掛在平臺上方,兩球質量mA=mB=0.5kg,整個裝置放在豎直向下的勻強電場中,場強大小E =10N/C,現(xiàn)將細線拉開角度α =60o后,由靜止釋放B球,在最低點與A球發(fā)生對心碰撞,碰撞時無機械能損失。不計空氣阻力,取g=10m/s2,求:

1.B球在碰撞前的速度;

2.A球離開平臺的水平位移大小。

 

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科目:高中物理 來源:2012年廣東省東莞市高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示,絕緣小球A靜止在高為h=0.8m的光滑平臺上,帶電量為qB=+0.3C的小球B用長為L=1m的細線懸掛在平臺上方,兩球質量mA=mB=0.5kg,整個裝置放在豎直向下的勻強電場中,場強大小E=10N/C,現(xiàn)將細線拉開角度α=60°后,由靜止釋放B球,在最低點與A球發(fā)生對心碰撞,碰撞時無機械能損失.不計空氣阻力,取g=10m/s2,求:
(1)B球在碰撞前的速度;
(2)A球離開平臺的水平位移大。

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