如圖，絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強(qiáng)電場區(qū)域，場強(qiáng)，方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場邊緣的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，并與B發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有動能損失。A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍，A、B與地面間的動摩擦因數(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在不同取值范圍時電場力對A做的功。

(1) 4m/s  (2)m/s  m/s  (3)（i）當(dāng)k＞3時A能從電場右邊界離開電場力對A做功為1.2×10-2 J；在1＜k≤3范圍內(nèi)，A從電場的左側(cè)離開，整個過程電場力做功為0。

解析試題分析：（1）設(shè)碰撞前A的速度為v，由動能定理
       ①
得： =4m/s       ②
（2）設(shè)碰撞后A、B速度分別為vA、vB，且設(shè)向右為正方向；由于彈性碰撞，所以有：
       ③
     ④
聯(lián)立③④并將mA=kmB及v=4m/s代入得：
m/s         ⑤
 m/s         ⑥
（3）討論：
（i）如果A能從電場右邊界離開，必須滿足：         ⑦
聯(lián)立⑤⑦代入數(shù)據(jù)，得： k＞3      ⑧
電場力對A做功為：WE=-qEL=-6×105×5×10-8×0.4(J)=-1.2×10-2(J)       ⑨
（ii）如果A不能從電場右邊界離開電場，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不能從電場右邊界離開       ?
又：  qE=3×10-2N＞μmg=2×10-2N       ?
所以A會返回并從電場的左側(cè)離開，整個過程電場力做功為0．即：WE=0     ?
考點(diǎn)：彈性碰撞 動量守恒 機(jī)械能守恒 動能定理

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成α=53°角，導(dǎo)軌間接一阻值為3Ω的電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的寬度為d="0." 5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m1=0.1kg、電阻為R1=6Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m2=0.2kg、電阻為R2=3Ω，它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放，運(yùn)動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當(dāng)a剛出磁場時b正好進(jìn)入磁場。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b電流間的相互作用不計），求：

（1）在b穿越磁場的過程中a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量之比；
（2）在a、b兩導(dǎo)體棒穿過磁場區(qū)域的整個過程中，裝置上產(chǎn)生的熱量；
（3）M、N兩點(diǎn)之間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，傾角為θ的固定斜面的底端有一擋板M，輕彈簧的下端固定在擋板M上，在自然長度下，彈簧的上端在O位置。質(zhì)量為m的物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)以初速度v0沿斜面向下運(yùn)動，PO＝x0，物塊A與彈簧接觸后將彈簧上端壓到O＇點(diǎn)位置，然后A被彈簧彈回。A離開彈簧后，恰好能回到P點(diǎn)。已知A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度用g表示。求：

（1）物塊A運(yùn)動到O點(diǎn)的速度大��；
（2）O點(diǎn)和O＇點(diǎn)間的距離x1；
（3）在壓縮過程中彈簧具有的最大彈性勢能EP。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(11分)光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的“┙”型滑板（平面部分足夠長），滑板的質(zhì)量為4m。距離滑板的右壁A為L1的B處放有一質(zhì)量為m、電量為+q(q>0)的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），小物體與板面之間的摩擦可忽略不計。整個裝置處于場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中。開始時，滑板與小物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時刻釋放小物體，求：

（1）小物體第一次跟滑板的A壁碰撞前瞬間的速度v1多大;
（2）若小物體與A壁碰撞時間極短，且碰撞過程沒有機(jī)械能損失，則
a.小物體第二次即將跟A壁碰撞瞬間，滑板的速度v和小物體的速度v2分別為多大;
b.從開始釋放小物體到它即將第二次跟A壁碰撞的過程中，整個裝置的電勢能減少了多少.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型。質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動，上升一段高度后撤去F，到最高點(diǎn)后自由下落，撞擊釘子，將釘子打入一定深度。物體上升過程中，機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。不計所有摩擦，g取10m/s2。求：

（1）物體上升到1m高度處的速度；
（2）物體上升1 m后再經(jīng)多長時間才撞擊釘子（結(jié)果可保留根號）；
（3）物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分) 如圖所示，豎直平面內(nèi)的一半徑R＝0.50 m的光滑圓弧槽BCD，B點(diǎn)與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.10 kg的小球從B點(diǎn)正上方H＝0.95 m高處的A點(diǎn)自由下落，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn)，DQ間的距離x＝2.4 m，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動過程中相對水平面上升的最大高度h＝0.80 m，g取g＝10 m/s2，不計空氣阻力，求：

(1)小球經(jīng)過C點(diǎn)時軌道對它的支持力大小FN；
(2)小球經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度大小vP；
(3)D點(diǎn)與圓心O的高度差hOD.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(15分)在一個水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量q＝－5.0×10－8 C、質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0＝2.0 m/s，如圖所示．求物塊最終停止時的位置．(g取 10 m/s2)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段長為3L．有若干個相同的小方塊沿斜面靠在一起，但不粘接，總長為L．將它們由靜止釋放，釋放時下端距A為2L．當(dāng)下端運(yùn)動到A下面距A為L/2時物塊運(yùn)動的速度達(dá)到最大．（單獨(dú)研究一個小方塊時可將其視為質(zhì)點(diǎn)）

① 求物塊與粗糙斜面的動摩擦因數(shù)；
② 求物塊停止時的位置；
③ 要使所有物塊都能通過B點(diǎn)，由靜止釋放時物塊下端距A點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)？　

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)一個水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度3 m/s沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶右端固定著一個光滑曲面，并且與曲面相切，如圖所示.小物塊從曲面上高為h的P點(diǎn)由靜止滑下，滑到傳送帶上繼續(xù)向左運(yùn)動，物塊沒有從左邊滑離傳送帶。已知傳送帶與物體之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，不計物塊滑過曲面與傳送帶交接處的能量損失，g取10 m/s2。

（1）若h1="1.25" m，求物塊返回曲面時上升的最大高度。
（2）若h2="0.2" m，求物塊返回曲面時上升的最大高度。

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