Question

如圖所示，在高H=2.5m的光滑、絕緣水平高臺(tái)邊緣，靜置一個(gè)小物塊B，另一帶電小物塊A以初速度v₀=10.0m/s向B運(yùn)動(dòng)，A、B 的質(zhì)量均為m=1.0×10^-3kg。A與B相碰撞后，兩物塊立即粘在一起，并從臺(tái)上飛出后落在水平地面上。落地點(diǎn)距高臺(tái)邊緣的水平距離L=5.0m.已知此空間中存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=1.0×10³N/C（圖中未畫(huà)出）假設(shè)A在滑行過(guò)程和碰撞過(guò)程中電量保持不變，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s²。求：

（1）A、B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

（2）試說(shuō)明A帶電的電性，并求出其所帶電荷q的大小。

（3）在A、B的飛行過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功。

 

Answer 1

【答案】

解：（1）設(shè)A、B剛粘在一起時(shí)的速度為v，對(duì)于A、B兩物塊的碰撞過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量過(guò)恒定律有：　　　　　解得

A、B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為

（2）A、B碰后一起做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，經(jīng)時(shí)間t落至地面，則有水平方向：

     解得

因a<g，表明A、B所受電場(chǎng)力方向豎直向上，因此A帶正電

對(duì)A、B沿豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有

解得q=1.0×10^-5C

（3）A、B飛行過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為   解得：W=－2.5×10^-2J

 

【解析】略