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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（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？

分析：1、根据动能定理研究A列出等式求出A与B相遇时的速度大小，滑块A、B碰撞的过程动量守恒列出等式，再运用动能定理求解．
2、根据动能定理研究A列出等式求出两滑块相遇时滑块A的速度，滑块A、B碰撞的过程动量守恒列出等式，再运用动能定理求解．

解答：解：（1）由于水平面光滑，滑块A只在电场力作用下加速运动，设A与B相遇时的速度大小为v₁，
根据动能定理，得qEl=

解得v₁=6.0m/s
滑块A、B碰撞的过程动量守恒，即mv₁=（m+M）v
得两滑块碰后运动的速度大小为v=1.5m/s
两滑块共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，在这段过程中，滑块克服电场力做的功等于滑块动能的减少．
设两滑块离开墙壁的最大距离为L₁，则
qE（L₁-S）=

（m+M）v²
解得L₁=

≈0.28m
（2）设两滑块相遇时滑块A的速度为v′，由动能定理有：
（qE-μmg）l=

mv′²
得：v′=3
3
m/s
滑块A、B碰撞的过程动量守恒，有
mv′=（M+m）v
v=

m/s
因为qE＜f，根据动能定理：
qEs-μ（M+m）g（L₂+s）-qEL₂=0-

（m+M）v²
L₂=0.084m
所以总路程L_总=0.084+0.05+0.9=1.034m
答：（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0.28m
（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1.034m

点评：本题要灵活的结合动量定理和动能定理以及热量公式进行计算，难度稍大．

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