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在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点。已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2。求:

(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?

(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?

(3)AB相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?

  ????????????????????????????(2分)

?????????????????????????????(2分)

解得s??????????????????????????????(1分)

m / s

滑块AB碰撞的过程中动量守恒,即?????????(2分)

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

(2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为,在这段过程中,由动能定理得

?????????????(3分)

解得m???????????????????????????(1分)

(3)由于N,N,,即电场力大于滑动摩擦力,AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角O点处,设由于摩擦而产生的热为Q,由能量守恒得

J?????????????????????(2分)

AB第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为,假设L2s,在这段过程中,由动能定理得  

解得L2≈0.064m

L2<s=0.15m ,符合假设,即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧,以后只在粗糙水平面OQ上运动。????????????????????????(2分)

设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程s1,则??????(2分)

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

AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是s2,则

???????????????????????????(2分)

m??????????????????????????????(1分)

另解:(2)从Q点到与墙壁发生碰撞后返回Q点,设返回Q点时速度为v3,则

?????????????????(2分)

m/s。       过Q点向右还能运动s1,则??(1分)

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

(3) 设AB靠近墙壁过程的加速度为a1, 远离墙壁过程的加速度为a2,则

5/3m/s235/3m/s2???????????????????????(1分)

设第三次、第四次……第n次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离分别为L3L4Ln,则第二次返回与第三次远离过程中??????????(1分)

同理得……,???????(1分)

,……,??????(1分)

AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是

……

=m?????????????????????????????(2分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?德阳模拟)如图所示,在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边L=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长S=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×10-3J,此后两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10m/s2.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为mA=0.02kg的带负电滑块A,带电荷量q=1.0×10-6C.在A的左边相距l=0.9m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为mB=0.04kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为E=4.0×105N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求:
(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?
(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?
(3)A、B相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?衡阳模拟)在绝缘水平面上放置一质量为m的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C,在滑块A的左边l=0.9m处放置一个不带电的滑块B,质量为M=6.0×10-3kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.05m,如图所示.在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场,电场强度为E=4.0×105N/C,滑块A将由静止开始向左滑动与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁发生没有机械能损失的碰撞,两滑块始终没分开,两滑块的体积大小可以忽略不计.G=10m/s2,求:
(1)若水平面光滑,它们与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离为多少?
(2)若水平面粗糙,两滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,两滑块受水平面最大静摩擦力为4.2×10-2N,则A滑块在整个运动过程中,运动的路程为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长s0=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计.与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,g取10m/s2.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块碰撞后到弹簧压至最短的过程中,滑块A电势能的变化量;
(3)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离S(结果保留两位小数).

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科目:高中物理 来源: 题型:

在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长S=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10m/s2.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.

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