Question

如圖，絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)，方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場(chǎng)邊緣的O點(diǎn)，帶電量、質(zhì)量的物塊A在距O點(diǎn)s=2.25m處以Vo=5m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)，并與B發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒(méi)有動(dòng)能損失。A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍，A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為=0.2，物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，且A的電荷量始終不變，取g = 10m/_S²。

(1) 求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大��；

(2) 求碰撞后瞬間A和B的速度大��；

(3) 討論K在不同取值范圍時(shí)電場(chǎng)力對(duì)A做的功。

Answer 1

 解：（1）設(shè)碰撞前A的速度為v，由動(dòng)能定理

……①     (2分)

得： =4m/s        ……②     (2分)

評(píng)分細(xì)則：用和求解，正確的照樣給分

（2）設(shè)碰撞后A、B速度分別為v_A、v_B，且設(shè)向右為正方向；由于彈性碰撞，所以有：

              ……③           (2分)

    ……④           (2分)

聯(lián)立③④并將m_A=km_B及v=4m/s代入得：

m/s……⑤   (1分)         m/s……⑥      (1分)

評(píng)分細(xì)則：a．⑤⑥沒(méi)有單位的照樣給分  

b．⑤⑥兩式如果沒(méi)有將v的數(shù)值代入，即表達(dá)式含v，只要正確就同樣給分。

（3）討論：

（i）如果A能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)，必須滿足：……⑦

聯(lián)立⑤⑦代入數(shù)據(jù)，得： k＞3……⑧

電場(chǎng)力對(duì)A做功為：W_E=-qEL= -6×10⁵×5×10^-8×0.4(J)=-1.2×10^-2(J) ……⑨

（ii）如果A不能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)電場(chǎng)，必須滿足：……⑩

聯(lián)立⑤⑩代入數(shù)據(jù)，得：k≤3……

考慮到k＞1，所以在1＜k≤3范圍內(nèi)A不能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)……ks5u

又：  qE=3×10^-2N＞μmg=2×10^-2N……

所以A會(huì)返回并從電場(chǎng)的左側(cè)離開(kāi)，整個(gè)過(guò)程電場(chǎng)力做功為0．即：W_E=0……

評(píng)分說(shuō)明：①②③④每項(xiàng)正確給2分；⑤⑥⑦⑧⑨⑩每項(xiàng)正確給1分