Question

在絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m=2.0×10^-3kg的帶電滑塊A，電量為q=1.0×10^-7C.在A的左邊L=1.2m處放置一個(gè)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=0.6m，如圖所示.在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=4.0×10⁵N/C，A由靜止開始向左滑動(dòng)并與B發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞的過程極短，碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運(yùn)動(dòng)并與墻壁相碰撞，在與墻壁發(fā)生碰撞時(shí)沒有機(jī)械能損失，兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小可以忽略不計(jì).已知A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5。試通過計(jì)算，在坐標(biāo)圖中作出滑塊A從開始運(yùn)動(dòng)到最后靜止的速度——時(shí)間圖象．（取g=10m/s²）

Answer 1

請(qǐng)看解析

解析:

設(shè)A和B相遇時(shí)的速度為v₁，相碰后共同運(yùn)動(dòng)的速度為v.

根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)滑塊A有：（qE—μmg）L = m v₁²/2  ………2分

解得:v₁=6m/s  …………1分

滑塊A從開始運(yùn)動(dòng)到與B相碰所用的時(shí)間為：

       ……………2分

代入數(shù)據(jù)解得：                         2分

A、B碰撞動(dòng)量守恒，有：mv₁=（M+m）v  …………2分

得： ………1分

滑塊A與B碰撞后結(jié)合在一起，電場(chǎng)力大小仍然為：

F=qE=1.0×10^-7C×4.0×10⁵N/C=4.0×10^-2N.方向向左 …………1分

兩滑塊的摩擦力為： f=μ（m+M）g  ……1分

代入數(shù)據(jù)解得：f = 4.0×10^-2N，方向向右

所以，A、B碰撞后一起以速度v向著墻壁作勻速直線運(yùn)動(dòng).A、B碰后到運(yùn)動(dòng)到墻壁處所用的時(shí)間為：

 ………1分

A、B一起與墻壁碰撞后，兩滑塊受到的電場(chǎng)力與摩擦力大小不變，方向都向左，所以A、B與墻壁碰撞后一起以速度v向右做減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零，最后靜止.所經(jīng)歷的時(shí)間設(shè)為t₃

代入數(shù)據(jù)解得： ………2分

v——t圖象如圖，（每對(duì)一段給1分）