在水平面上方空間加一方向水平向右的勻強電場，電場強度為N/C，使A由靜止釋放后向左滑動并與B發(fā)生碰撞，碰撞的時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動，與墻壁發(fā)生碰撞時沒有機械能損失，兩滑塊都可以視為質(zhì)點。已知水平面OQ部分粗糙，其余部分光滑，兩滑塊與粗糙水平面OQ間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2。求：

（1）A經(jīng)過多少時間與B相碰？相碰結合后的速度是多少？

（2）AB與墻壁碰撞后在水平面上滑行的過程中，離開墻壁的最大距離是多少？

（3）A、B相碰結合后的運動過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱是多少？通過的總路程是多少？

  ????????????????????????????（2分）

?????????????????????????????（2分）

解得s??????????????????????????????（1分）

m / s

滑塊A、B碰撞的過程中動量守恒，即?????????（2分）

m / s?????????????????????????????（1分）

（2）兩滑塊共同運動，與墻壁發(fā)生碰撞后返回，第一次速度為零時，兩滑塊離開墻壁的距離最大，設為，在這段過程中，由動能定理得

?????????????（3分）

解得m???????????????????????????（1分）

（3）由于N，N，，即電場力大于滑動摩擦力，AB向右速度為零后在電場力的作用下向左運動，最終停在墻角O點處，設由于摩擦而產(chǎn)生的熱為Q，由能量守恒得

J?????????????????????（2分）

設AB第二次與墻壁發(fā)生碰撞后返回，滑塊離開墻壁的最大距離為，假設L2＜s，在這段過程中，由動能定理得  

解得L2≈0.064m

L2＜s＝0.15m ，符合假設，即AB第二次與墻壁發(fā)生碰撞后返回停在Q點的左側，以后只在粗糙水平面OQ上運動。????????????????????????（2分）

設在粗糙水平面OQ部分運動的總路程s1，則??????（2分）

s1＝0.6m???????????????????????????????（1分）

設AB相碰結合后的運動過程中通過的總路程是s2，則

???????????????????????????（2分）

m??????????????????????????????（1分）

另解：(2)從Q點到與墻壁發(fā)生碰撞后返回Q點，設返回Q點時速度為v3，則

?????????????????（2分）

m/s。       過Q點向右還能運動s1，則??（1分）

s1＝0.075m。      m??????????????????（1分）

(3) 設AB靠近墻壁過程的加速度為a1， 遠離墻壁過程的加速度為a2，則

5/3m/s2，35/3m/s2???????????????????????（1分）

設第三次、第四次……第n次與墻壁發(fā)生碰撞后返回，滑塊離開墻壁的最大距離分別為L3、L4…Ln，則第二次返回與第三次遠離過程中??????????（1分）

同理得……，???????（1分）

，……，??????（1分）

AB相碰結合后的運動過程中通過的總路程是

……

=m?????????????????????????????（2分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?德陽模擬）如圖所示，在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3kg的帶電滑塊A，所帶電荷量q=1.0×10-7C．在滑塊A的左邊L=0.3m處放置一個不帶電的絕緣滑塊B，質(zhì)量M=4.0×10-3kg，B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸（不連接）且彈簧處于自然狀態(tài)，彈簧原長S=0.05m．如圖所示，在水平面上方空間加一水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E=4.0×105N/C，滑塊A由靜止釋放后向左滑動并與滑塊B發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并一起壓縮彈簧至最短處（彈性限度內(nèi)），此時彈性勢能E0=3.2×10-3J，此后兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小不計，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．求：
（1）兩滑塊碰撞后剛結合在一起的共同速度v；
（2）兩滑塊被彈簧彈開后距豎直墻壁的最大距離s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在絕緣水平面上的P點放置一個質(zhì)量為mA=0.02kg的帶負電滑塊A，帶電荷量q=1.0×10-6C．在A的左邊相距l(xiāng)=0.9m的Q點放置一個不帶電的滑塊B，質(zhì)量為mB=0.04kg，滑塊B距左邊豎直絕緣墻壁s=0.15m．在水平面上方空間加一方向水平向右的勻強電場，電場強度為E=4.0×105N/C，使A由靜止釋放后向左滑動并與B發(fā)生碰撞，碰撞的時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動，與墻壁發(fā)生碰撞時沒有機械能損失，兩滑塊都可以視為質(zhì)點．已知水平面OQ部分粗糙，其余部分光滑，兩滑塊與粗糙水平面OQ間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2．求：
（1）A經(jīng)過多少時間與B相碰？相碰結合后的速度是多少？
（2）AB與墻壁碰撞后在水平面上滑行的過程中，離開墻壁的最大距離是多少？
（3）A、B相碰結合后的運動過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱是多少？通過的總路程是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?衡陽模擬）在絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m的帶電滑塊A，所帶電荷量q=1.0×10-7C，在滑塊A的左邊l=0.9m處放置一個不帶電的滑塊B，質(zhì)量為M=6.0×10-3kg，滑塊B距左邊豎直絕緣墻壁s=0.05m，如圖所示．在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場，電場強度為E=4.0×105N/C，滑塊A將由靜止開始向左滑動與滑塊B發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并與墻壁發(fā)生沒有機械能損失的碰撞，兩滑塊始終沒分開，兩滑塊的體積大小可以忽略不計．G=10m/s2，求：
（1）若水平面光滑，它們與墻壁碰撞后在水平面上滑行的過程中，離開墻壁的最大距離為多少？
（2）若水平面粗糙，兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50，兩滑塊受水平面最大靜摩擦力為4.2×10-2N，則A滑塊在整個運動過程中，運動的路程為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3kg的帶電滑塊A，所帶電荷量q=1.0×10-7C．在滑塊A的左邊l=0.3m處放置一個不帶電的絕緣滑塊B，質(zhì)量M=4.0×10-3kg，B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸（不連接）且彈簧處于自然狀態(tài)，彈簧原長s0=0.05m．如圖所示，在水平面上方空間加一水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E=4.0×105N/C，滑塊A由靜止釋放后向左滑動并與滑塊B發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并壓縮彈簧至最短處（彈性限度內(nèi)），此時彈性勢能E0=3.2×10-3J，兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小不計．與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50，g取10m/s2．求：
（1）兩滑塊碰撞后剛結合在一起的共同速度v；
（2）兩滑塊碰撞后到彈簧壓至最短的過程中，滑塊A電勢能的變化量；
（3）兩滑塊被彈簧彈開后距豎直墻壁的最大距離S（結果保留兩位小數(shù)）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3kg的帶電滑塊A，所帶電荷量q=1.0×10-7C．在滑塊A的左邊l=0.3m處放置一個不帶電的絕緣滑塊B，質(zhì)量M=4.0×10-3kg，B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸（不連接）且彈簧處于自然狀態(tài)，彈簧原長S=0.05m．如圖所示，在水平面上方空間加一水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E=4.0×105N/C，滑塊A由靜止釋放后向左滑動并與滑塊B發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并一起壓縮彈簧至最短處（彈性限度內(nèi)），此時彈性勢能E0=3.2×10-3J，兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小不計，與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．求：
（1）兩滑塊碰撞后剛結合在一起的共同速度v；
（2）兩滑塊被彈簧彈開后距豎直墻壁的最大距離s．

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