Question

【题目】如图所示，劲度度系数的弹簧一端固定于地面上，另一端连接绝缘物体A，物体B置于A上不粘连，A不带电，B的带电量，A，B质量均为且都可看做质点，整个装置处于静止状态。物体B正上方有一带圆孔的挡板，质量为4kg的不带电绝缘物体C放于圆孔上方不掉落，现在挡板与地面之间加上竖直向上、大小的匀强电场使A、B开始运动，A、B分离时，A在某装置作用下迅速在该位量处于静止状态，以后此装量不再对A作用；A、B分离后，B向上运动并与C发生碰撞，且以后每次磁撞前C均已静止在圆孔上方，已知弹簧的弹性势能 (x为弹黄的形变量)，重力加速度为，B与A、C碰撞时为弹性碰撞且没有电荷转移。求：

(1)A、B两物体从开始运动到分离时上升的高度；

(2)A、B第一次碰后物体A向下运动的最大距离；

(3)从A、B第一次撞开始，A物体运动的总路程。

Answer 1

【答案】（1）0.2m（2）（3）

【解析】（1）初态A、B静止，得：x1=0.4m

加电场，A、B分离时，加速度相等

对A:

对B:

可得：，；

（2）从开始运动到A、B分离，对A、B由功能关系得：

，得

分离后，由于，B物体匀速上升，直至BC碰撞，

，得

即B向下匀速运动，B、A弹性碰撞：，

得，，可知碰后速度互换

A从平衡位置向下运动，由能量守恒；

可得：，解得；

（3）撞后A向下减速，反向加速，回到原位后，与B碰撞，A、B交换速度。

B再次匀速上升碰C,由碰撞结论可知，碰后，解得；

归纳可得；

A运动的总路程。