在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3kg的帶電滑塊A,所帶電荷量q=1.0×10-7C.在滑塊A的左邊l=0.3m處放置一個(gè)不帶電的絕緣滑塊B,質(zhì)量M=4.0×10-3kg,B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸(不連接)且彈簧處于自然狀態(tài),彈簧原長(zhǎng)S=0.05m.如圖所示,在水平面上方空間加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=4.0×105N/C,滑塊A由靜止釋放后向左滑動(dòng)并與滑塊B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時(shí)間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運(yùn)動(dòng)并一起壓縮彈簧至最短處(彈性限度內(nèi)),此時(shí)彈性勢(shì)能E0=3.2×10-3J,兩滑塊始終沒(méi)有分開(kāi),兩滑塊的體積大小不計(jì),與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,g取10m/s2.求:
(1)兩滑塊碰撞后剛結(jié)合在一起的共同速度v;
(2)兩滑塊被彈簧彈開(kāi)后距豎直墻壁的最大距離s.
(1)1.0m/s (2)0.08m
(1)設(shè)兩滑塊碰前A的速度為v1,由動(dòng)能定理有:
解得:v1=3m/s
A、B兩滑塊碰撞,由于時(shí)間極短動(dòng)量守恒,設(shè)共同速度為v
解得:v=1.0m/s
(2)碰后A、B一起壓縮彈簧至最短,設(shè)彈簧壓縮量為x1,由動(dòng)能定理有:
解得:x1=0.02m
設(shè)反彈后A、B滑行了x2距離后速度減為零,由動(dòng)能定理得:
解得:x2≈0.05m
以后,因?yàn)?i>qE>μ(M+m)g,滑塊還會(huì)向左運(yùn)動(dòng),但彈開(kāi)的距離將逐漸變小,所以,最大距離為:S=x2+s-x1=0.05m+0.05m-0.02m=0.08m.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年山東省泰安市寧陽(yáng)二中高三12月質(zhì)檢物理試卷(帶解析) 題型:單選題
如圖,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止。現(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運(yùn)動(dòng),在小球由靜止到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中,重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2,小球離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為v,不計(jì)空氣阻力,則上述過(guò)程中( )
A.小球的重力勢(shì)能增加-W1 | B.小球的電勢(shì)能減少W2 |
C.小球的機(jī)械能增加W1+ | D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 |
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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年山東省淄博市高三第一次模擬考試物理卷(解析版) 題型:選擇題
如圖,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止,F(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運(yùn)動(dòng),在小球由靜止到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中,重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2,小球離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為v,不計(jì)空氣阻力,則上述過(guò)程中
A.小球的重力勢(shì)能增加-W1
B.小球的電勢(shì)能減少W2
C.小球的機(jī)械能增加W1+
D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
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