一個質量為M的絕緣小車，靜止在光滑水平面上，在小車的光滑板面上放一個質量為m、帶電荷量為＋q的帶電小物塊(可視為質點)，小車質量與物塊質量之比M∶m＝7∶1，物塊距小車右端擋板距離為l，小車車長為L，且L＝1.5l，如圖所示，現(xiàn)沿平行車身方向加一電場強度為E的水平向右的勻強電場，帶電小物塊由靜止開始向右運動，之后與小車右端擋板相碰，若碰后小車速度大小為碰撞前小物快速度大小的1/4，并設小物塊滑動過程及其與小車相碰的過程中，小物塊帶電荷量不變．通過分析與計算說明，碰撞后滑塊能否滑出小車的車身？

 

答案：
解析：

解：滑塊從靜止到和車右端相撞過程，由動能定理得：

qEl＝mv02－0　　v0＝

第一次相碰后小車速度v2＝v0/4，

設滑塊這時速度為v1

由mv0＝mv1＋mv0．得v1＝－v0

設滑塊不滑出小車，第一次碰后到兩者具有相同速度v2時，滑塊發(fā)生的位移為S1，小車發(fā)生的位移為S2，歷時為t．

滑塊：作加速度相同的向左勻減速和向右勻加速(看作同一勻變速)，

a＝　　v22－v12＝2aS1　　S1＝－

又由v2＝v1＋at　　得t＝

小車：作向右勻速運動：S2＝v2t＝l/2．

∵ S2－S1＝l＜L＝1.5l，∴ 滑塊不會滑出小車．

 


練習冊系列答案
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gL
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（1）求物塊與小車上表面間的滑動摩擦因數(shù)μ；
（2）若車的初速度為2v0，在物塊剛放上小車的同時在空間加一水平向右的勻強電場E1，為了讓物塊不從車的左端掉下來，求電場強度E1的最小值；
（3）若車的初速度為2v0，在物塊剛放上小車的同時在空間加勻強電場E2，其方向在豎直平面內與水平方向夾角為θ=37°斜向右下方．為了讓物塊始終不從小車上掉下來，求電場強度E2的大小范圍．（重力加速度記為g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：038

一個質量為M的絕緣小車，靜止在光滑水平面上，在小車的光滑板面上放一個質量為m、帶電荷量為＋q的帶電小物塊(可視為質點)，小車質量與物塊質量之比M∶m＝7∶1，物塊距小車右端擋板距離為l，小車車長為L，且L＝1.5l，如圖所示，現(xiàn)沿平行車身方向加一電場強度為E的水平向右的勻強電場，帶電小物塊由靜止開始向右運動，之后與小車右端擋板相碰，若碰后小車速度大小為碰撞前小物快速度大小的1/4，并設小物塊滑動過程及其與小車相碰的過程中，小物塊帶電荷量不變．通過分析與計算說明，碰撞后滑塊能否滑出小車的車身？

 

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如圖所示，一個質量為M的絕緣小車，靜止在光滑的水平面上，在小車的光滑板面上放一質量為m、帶電荷量為q的小物塊(可以視為質點)，小車的質量與物塊的質量之比為M∶m＝7∶1，物塊距小車右端擋板距離為L，小車的車長為L0＝1.5 L，現(xiàn)沿平行車身的方向加一電場強度為E的水平向右的勻強電場，帶電小物塊由靜止開始向右運動，而后與小車右端擋板相碰，若碰碰后小車速度的大小是滑塊碰前速度大小的，設小物塊其與小車相碰過程中所帶的電荷量不變．求：

(1)第一次碰撞后物塊的速度？

(2)求小物塊從開始運動至第二次碰撞時小物塊電勢能的變化？

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