Question

.如图1-7所示，长为2L的板面光滑且不导电的平板小车C放在光滑水平面上，车的右端有块挡板，车的质量m_C=4 m,绝缘小物块B的质量m_B=2 m.若B以一定速度沿平板向右与C车的挡板相碰，碰后小车的速度总等于碰前物块B速度的一半.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q、质量为m_A=m的小物块A，将物块B放在平板车的中央，在整个空间加上一个水平方向的匀强电场时，金属块A由静止开始向右运动，当A以速度v₀与B发生碰撞，碰后A以v₀/4的速率反弹回来，B向右运动.

求匀强电场的场强大小和方向.

若A第二次和B相碰，判断是在B与C相碰之前还是相碰之后？

A从第一次与B相碰到第二次与B相碰这个过程中，电场力对A做了多少功？

Answer 1

【小题1】E= 方向水平向右

【小题2】因s_A＜L,故A第二次与B相碰必在B与C相碰之后

【小题3】W_电=qEL=mv₀².

解析:

【小题1】对金属块A用动能定理qEL=mv₀²

所以电场强度大小E= 方向水平向右

【小题2】A、B碰撞，由系统动量守恒定律得

m_Av₀=m_A（-v₀）+m_Bv_B

用m_B=2m代入解得v_B=v₀

B碰后做匀速运动，碰到挡板的时间t_B=

A的加速度a_A=

A在t_B段时间的位移为

s_A=v_at_B+at_B²=-v₀···（）²=L

因s_A＜L,故A第二次与B相碰必在B与C相碰之后

【小题3】B与C相碰，由动量守恒定律可得

m_Bv_B=m_Bv_B′+m_Cv_C′   v_C′=v_B   v_B′=0

A从第一次相碰到第二次与B相碰的位移为L，因此电场力做的功

W_电=qEL=mv₀².