Question

光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长)，质量为4m．距滑板的A壁为L₁距离的B处放有一质量为m，电量为＋q的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计．整个装置置于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止．试问：

(1)释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度V₁多大？

(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的3/5，则物体在第二次跟A碰撞之前，滑板相对于水平面的速度V₂和物体相对于水平面的速度V₃分别为多大？

(3)物体从开始到第二次碰撞前，电场力做功为多大？(设碰撞经历时间极短且无能量损失)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)释放小物体，物体在电场力作用下水平向右运动，此时滑板静止不动．对于小物体，由动能定理得： 　　EqL1＝m　　V1＝ 　　(2)碰后小物体反弹，由动量守恒定律得： 　　mV1＝－m·V1＋4mV2　　得V2＝V1＝ 　　之后滑板以V2做匀速运动，直到与物体第二次碰撞．从第一次碰撞到第二次碰撞时，物体与滑板位移相等，时间相等，平均速度相等 　　＝V2＝V1　　得V3＝V1＝ 　　(3)电场力做功等于系统所增加的动能：W电＝m＋·4m 　　得：W电＝m＝EqL1