如圖所示，在絕緣光滑水平桌面上的左端固定擋板P，小物塊A、B、C的質(zhì)量均為m，A、C帶電量均為+q，B不帶電，A、B兩物塊由絕緣的輕彈簧相連接．整個(gè)裝置處在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)A靠在擋板處（但不粘連）且A、B靜止，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，不計(jì)AC間庫(kù)侖力，且?guī)щ娏勘３植蛔儯珺、C碰后結(jié)合在一起成為一個(gè)（設(shè)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B、C保持在一條直線上）．（提示：彈簧彈性勢(shì)能Ep=
12
kx2，x為形變量）
（1）若在離物塊B的x遠(yuǎn)處由靜止釋放物塊C，可使物塊A恰好能離開(kāi)擋板P，求距離x為多大？
（2）若保持x不變，把物塊C的帶電量改為+2q，還是由靜止釋放C，則當(dāng)物塊A剛要離開(kāi)擋板時(shí)，物塊B的速度為多大？
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分析：（1）碰撞前對(duì)物體C運(yùn)用動(dòng)能定理列式；碰撞過(guò)程對(duì)BC整體運(yùn)用動(dòng)量守恒定律列式；碰撞后直到離開(kāi)過(guò)程運(yùn)用功能關(guān)系列式；A恰好能離開(kāi)擋板P時(shí)電場(chǎng)力和彈簧的拉力平衡；
（2）重復(fù)第一問(wèn)過(guò)程列式求解．
解答：解：（1）由題意知，彈簧原來(lái)處于原長(zhǎng)，設(shè)C碰B前速度為V0，碰后速度為V1
由動(dòng)能定理有：qEx=
1
2
m
v
2
0

由動(dòng)量守恒有：mv0=2mv1
A恰好能離開(kāi)擋板時(shí)，彈簧對(duì)A的拉力F=kx0=qE（xo是彈簧的伸長(zhǎng)量）
對(duì)BC整體，當(dāng)A恰好要離開(kāi)擋板時(shí)BC的速度變?yōu)榱�，從碰后的瞬間開(kāi)始到彈簧伸長(zhǎng)的過(guò)程中，由能量守恒定律有：
1
2
×2m
v
2
1
=
1
2
k
x
2
0
+qEx0
由以上式子解得：x=
3qE
k

（2）當(dāng)物塊C的帶電量變?yōu)?q 時(shí)，由動(dòng)能定理有：2qEx=
1
2
m
v
2
0

由動(dòng)量守恒有：mv0=2mv1
A恰好能離開(kāi)擋板時(shí)，彈簧對(duì)A的拉力F=kx0=qE（xo是彈簧的伸長(zhǎng)量）
對(duì)BC整體，當(dāng)A恰好要離開(kāi)擋板時(shí)BC的速度為v，從碰后的瞬間開(kāi)始到彈簧伸長(zhǎng)的過(guò)程中，由能量守恒定律有：
1
2
×2m
v
2
1
=
1
2
k
x
2
0
+2qEx0+
1
2
?2mv2，解得：v=Eq
1
2mk

答：（1）距離x為
3qE
k
；
（2）物塊B的速度為Eq
1
2mk
．
點(diǎn)評(píng)：本題要靈活地選擇研究對(duì)象、研究過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理、功能關(guān)系、動(dòng)量守恒定律列式求解，弄清運(yùn)動(dòng)過(guò)程是關(guān)鍵．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在絕緣光滑水平面上，有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．線框被全部拉入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框平面保持與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ab邊始終平行于磁場(chǎng)的邊界．已知線框的四個(gè)邊的電阻值相等，均為R．求：
（1）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框內(nèi)的電流大�。�
（2）在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab邊兩端的電壓；
（3）在線框被拉入磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，線框中電流產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在絕緣光滑的水平面上固定兩個(gè)帶有等量同種電荷的小球P、Q，在PQ之間的M點(diǎn)由靜止釋放一帶電滑塊，則滑塊會(huì)由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)到PQ之間的另一點(diǎn)N而速度減為零，在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在絕緣光滑水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩個(gè)帶正電的小球相距為r，帶電量分別為4q和q．B的質(zhì)量為m，在庫(kù)侖力作用下，兩球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)：起初，A的加速度大小為a、B的加速度大小為4a；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，B的加速度大小為a，速度達(dá)到v．試計(jì)算這時(shí)：
（1）兩球間距是多少？
（2）A球的速度是多少？
（3）兩電荷的電勢(shì)能發(fā)生了什么變化，變化了多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在絕緣光滑的水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，用一垂直于ab 邊的恒定外力將正方形線框以速率v1勻速拉進(jìn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)正方形線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后立即將外力撤去，線框最終能完全離開(kāi)磁場(chǎng)，若測(cè)得cd邊剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速率為v2，已知磁場(chǎng)方向豎直向下，寬度為5L，正方形線框每條邊的電阻均為R，求：
（1）恒定外力的大小；
（2）線框ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)到剛要出磁場(chǎng)時(shí)所用時(shí)間t和cd邊剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)差Ucd；
（3）整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?浙江模擬）如圖所示，在絕緣光滑的水平面上固定兩個(gè)電量相等的異種點(diǎn)電荷A、B，其中A帶正電，B帶負(fù)電荷，它們的連線的中點(diǎn)是O，MN是AB在水平面內(nèi)中垂線上的兩點(diǎn)．空間中還有一個(gè)垂直于該水平面的磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）．現(xiàn)有一個(gè)帶電量為+q的小球以初速度v0從M點(diǎn)沿MN方向射入，恰能沿中垂線由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

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