Question

一个质量为M的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m、带电荷量为＋q的带电小物块(可视为质点)，小车质量与物块质量之比M∶m＝7∶1，物块距小车右端挡板距离为l，小车车长为L，且L＝1.5l，如图所示，现沿平行车身方向加一电场强度为E的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右端挡板相碰，若碰后小车速度大小为碰撞前小物快速度大小的1/4，并设小物块滑动过程及其与小车相碰的过程中，小物块带电荷量不变．通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？

 

Answer 1

答案：
解析：

解：滑块从静止到和车右端相撞过程，由动能定理得： qEl＝mv02－0　　v0＝ 第一次相碰后小车速度v2＝v0/4， 设滑块这时速度为v1 由mv0＝mv1＋mv0．得v1＝－v0 设滑块不滑出小车，第一次碰后到两者具有相同速度v2时，滑块发生的位移为S1，小车发生的位移为S2，历时为t． 滑块：作加速度相同的向左匀减速和向右匀加速(看作同一匀变速)， a＝　　v22－v12＝2aS1　　S1＝－ 又由v2＝v1＋at　　得t＝ 小车：作向右匀速运动：S2＝v2t＝l/2． ∵ S2－S1＝l＜L＝1.5l，∴ 滑块不会滑出小车．