Question

【题目】如图甲所示，水平地面上O点左侧光滑，右侧粗糙，Ob距离为L=1m，a为Ob中点。两个物块与O点右侧地面的动摩擦因数相同且μ=0.5，静置在O点的物块带正电，q=0.02C，物块A不带电，mA=mB=0.1kg。Ob之间存在水平向右的电场，电场强度大小随离O点的距离变化情况如图乙所示。现给A一个水平向右大小为2m/s的初速度，A与B发生弹性碰撞。碰后B可以沿着电场方向一直向右运动，最后到达挡板处时被原速率弹回。g取10m/s2．不计电荷对电场的影响。

(1)求A与B碰撞后B的速度大小；

(2)求B运动到a点时的速度大小；

(3)B与挡板碰撞后立即撤去电场，求物体最终停止的位置.

Answer 1

【答案】(1) 2m/s(2)2m/s(3)s =0.8m

【解析】

(1)A与B发生弹性碰撞，取向右为正方向，根据动量守恒定律得

,

根据机械能守恒定律得

；

结合，联立解得：

，

即A与B碰撞后B的速度大小为2m/s，方向向右。

(2)B从O运动到a的过程，电场力做功：

根据动能定理得：

。

可得，B运动到a点时的速度大小：

(3)B从O运动到挡板的过程，根据动能定理得

，

可得，B运动到挡板时的速度大小：

B与挡板碰撞后立即撤去电场，设B向左滑行的最大距离为s。

根据动能定理得：

，

解得：

答：

(1)A与B碰撞后B的速度大小是2m/s；

(2)B运动到a点时的速度大小是2m/s；

(3)B与挡板碰撞后立即撤去电场，物体最终停止的位置离挡板0.8m。