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        1.  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,帶電荷量為q=1.0×10-7C。在A的左邊l=0.9m處放置一個不帶電的滑塊B,質(zhì)量為M=6.0×10-3kg,滑塊B距左邊豎直絕緣墻壁s=0.05m,如圖所示,在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場,電場強度為E=4.0×105N/C,A將由靜止開始向左滑動并與B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞的過程極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁相碰撞,在與墻壁發(fā)生碰撞時沒有機械能損失,兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小可忽略不計。

          (1)若水平面光滑,它們與墻壁碰撞后在水平面上滑行過程中,離開墻壁的最大距離L1為多少?

          (2)若水平面粗糙,設(shè)兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50,試通過計算分析說明AB碰撞前、后以及與墻壁碰撞后的運動情況。

          (3)兩滑塊在上述的粗糙水平面上運動的整個過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱Q是多少?

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           

           (1)由于水平面光滑,滑塊A只在電場力作用下加速運動,設(shè)AB相遇時的速度大小為v1,根據(jù)動能定理,得 解得

          滑塊A、B碰撞的過程動量守恒,即mv1=(m+M)v

          得兩滑塊碰后運動的速度大小為

          兩滑塊共同運動,與墻壁發(fā)生碰撞后返回,在這段過程中,滑塊克服電場力做的功等于滑塊動能的減少。設(shè)兩滑塊離開墻壁的最大距離為L1,則

            解得

          (2)若水平面粗糙,滑塊A受電場力qE=4.0×10-2N,方向向左;受摩擦力f=μmg=1.0×10-2N,方向向右。在這兩個力作用下向左做初速度為零的勻加速運動,直到與B發(fā)生碰撞。

          滑塊AB碰撞并結(jié)合在一起后,電場力的大小仍為qE=4.0×10-2N,方向向左;摩擦力的大小為,方向向右。所以AB碰后一起向著墻壁做勻速運動。

          A、B一起與墻壁碰撞后,兩滑塊受到的電場力與摩擦力的大小不變,方向都是向左的,所以A、B與墻壁碰后一起向右做勻減速運動,直至速度減為零。

          (3)在A、B碰撞之前摩擦力做功為W1=μmgl=9.0×10-3J

          AB碰撞前,由動能定理,,得AB相遇時滑塊A的速度

          根據(jù)動量守恒定律,得兩滑塊碰后運動的速度大小為:

          兩滑塊共同運動,與墻壁碰撞后返回,在這段過程中,設(shè)兩滑塊最后靜止的位置距墻壁的距離為L2,根據(jù)動能定理,

          AB碰撞之后到兩滑塊停下的過程中,滑塊克服摩擦力做功為

          整個過程中產(chǎn)生的熱Q等于滑塊克服摩擦力做功的總和,即Q=W1+W2=1.4×10-2J

           

          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2005?衡陽模擬)在絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m的帶電滑塊A,所帶電荷量q=1.0×10-7C,在滑塊A的左邊l=0.9m處放置一個不帶電的滑塊B,質(zhì)量為M=6.0×10-3kg,滑塊B距左邊豎直絕緣墻壁s=0.05m,如圖所示.在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場,電場強度為E=4.0×105N/C,滑塊A將由靜止開始向左滑動與滑塊B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁發(fā)生沒有機械能損失的碰撞,兩滑塊始終沒分開,兩滑塊的體積大小可以忽略不計.G=10m/s2,求:
          (1)若水平面光滑,它們與墻壁碰撞后在水平面上滑行的過程中,離開墻壁的最大距離為多少?
          (2)若水平面粗糙,兩滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50,兩滑塊受水平面最大靜摩擦力為4.2×10-2N,則A滑塊在整個運動過程中,運動的路程為多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,在絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m=2.0×10-3kg的帶正電的小滑塊A,所帶電荷量為q=1.0×10-7C.在A的左邊l=0.9m處放置一個質(zhì)量為M=6.0×10-3kg的不帶電的小滑塊B,滑塊B與左邊豎直絕緣墻壁相距s=0.05m,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.50.在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場,電場強度為E=4.0×105N/C.A由靜止開始向左滑動并與B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞過程的時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁相碰撞,在與墻壁碰撞時沒有機械能損失,也沒有電荷量的損失,且兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小可忽略不計. 試求:
                   兩滑塊在粗糙水平面上運動的整個過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少?    
          g取10m/s2 ,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)



           

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          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電場,電場強度為E=4.0×105N/C,A由靜止開始向左滑動并與B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞的過程極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁相碰撞,在與墻壁發(fā)生碰撞時沒有機械能損失,兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小可以忽略不計.已知A、B與地面的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5。試通過計算,在坐標圖中作出滑塊A從開始運動到最后靜止的速度——時間圖象.(取g=10m/s2

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,在絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m=2.0×10-3kg的帶正電的小滑塊A,所帶電荷量為q=1.0×10-7C.在A的左邊l=0.9m處放置一個質(zhì)量為M=6.0×10-3kg的不帶電的小滑塊B,滑塊B與左邊豎直絕緣墻壁相距s=0.05m,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.50.在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場,電場強度為E=4.0×105N/C.A由靜止開始向左滑動并與B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞過程的時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁相碰撞,在與墻壁碰撞時沒有機械能損失,也沒有電荷量的損失,且兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小可忽略不計.(g取10m/s2

             (1)試通過計算分析AB相遇前A的受力情況和運動情況、AB碰撞粘合后至AB與墻壁碰撞前的受力情況和運動情況,以及AB與墻壁碰撞后的受力情況和運動情況。

             (2)兩滑塊在粗糙水平面上運動的整個過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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