题目

题型：不详难度：来源：

在绝缘水平面上放置一质量为m=2.0×10^-3kg的带电滑块A，电量为q=1.0×10^-7C.在A的左边L=1.2m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=0.6m，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，A由静止开始向左滑动并与B发生碰撞，设碰撞的过程极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞，在与墙壁发生碰撞时没有机械能损失，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小可以忽略不计.已知A、B与地面的动摩擦因数均为μ=0.5。试通过计算，在坐标图中作出滑块A从开始运动到最后静止的速度——时间图象．（取g=10m/s²）

答案

请看解析

解析

设A和B相遇时的速度为v₁，相碰后共同运动的速度为v.
根据动能定理，对滑块A有：（qE—μmg）L =" m" v₁²/2 ………2分
解得:v₁="6m/s " …………1分
滑块A从开始运动到与B相碰所用的时间为：
      ……………2分
代入数据解得：                         2分
A、B碰撞动量守恒，有：mv₁=（M+m）v …………2分
得： ………1分
滑块A与B碰撞后结合在一起，电场力大小仍然为：
F=qE=1.0×10^-7C×4.0×10⁵N/C=4.0×10^-2N.方向向左 …………1分
两滑块的摩擦力为： f=μ（m+M）g  ……1分
代入数据解得：f = 4.0×10^-2N，方向向右
所以，A、B碰撞后一起以速度v向着墙壁作匀速直线运动.A、B碰后到运动到墙壁处所用的时间为：
 ………1分
A、B一起与墙壁碰撞后，两滑块受到的电场力与摩擦力大小不变，方向都向左，所以A、B与墙壁碰撞后一起以速度v向右做减速运动，直至速度减为零，最后静止.所经历的时间设为t₃

代入数据解得： ………2分
v——t图象如图，（每对一段给1分）