(2007•岳阳县模拟)如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长

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  • 解题思路:(1)物体C在电场力作用下做匀加速运动,电场力做功qEl,由动能定理求解C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小;

    (2)小物体C与滑板碰撞过程中系统合外力为零,由动量守恒定律求出滑板被碰后的速度大小;

    (3)分析碰撞后两物体的运动过程;小物体C与滑板碰撞后,滑板向左作做匀速运动;小物体C先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动,直至与滑板第二次相碰.由于滑块的加速度一定,可以把与滑板碰撞后小物体C看作一种匀减速运动处理.小物体C与滑板从第一次碰后到第二次碰时位移相等.根据牛顿第二定律求出滑块的加速度,由位移公式列出C的位移表达式,结合两者位移相等,求出第一次碰后到第二次碰前的时间.即可求出这段时间内滑板的位移,等于这段时间内C的位移,再求出电场力做功.

    (1)设物体C在电场力作用下第一次与滑板的A段碰撞时的速度为v1,由动能定理得:

    qEl=[1/2]mv12 解得:v1=

    2qEl

    m

    (2)小物体C与滑板碰撞过程中动量守恒,设滑板碰撞后的速度为v2,由动量守恒定律得

    mv1=Mv2-m[1/5]v1

    解得:v2=[2/5]v1=[2/5]

    2qEl

    m

    (3)小物体C与滑板碰撞后,滑板向左作以速度v2做匀速运动;小物体C以[1/5]v1的速度先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动,直至与滑板第二次相碰,设第一次碰后到第二次碰前的时间为t,小物体C在两次碰撞之间的位移为s,根据题意可知,小物体加速度为

    a=[qE/m]

    小物体C与滑板从第一次碰后到第二次碰时位移相等,即

    v2t=-[1/5]v1t+[1/2]at2 解得:t=[6/5]

    2ml

    qE

    两次相碰之间滑板走的距离s=v2t=

    24

    25l

    设小物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段过程电场力对小物体做功为W,则:W=qE(l+s)

    解得:W=[49/25qEl

    答:(1)物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小是

    2qEl

    m].

    (2)滑板被碰后的速度大小是[2/5]

    2qEl

    m.

    (3)电场力对小物体C做的功W=

    49

    25qEl.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;动量守恒定律;电场强度.

    考点点评: 本题前两问是常规题,过程与规律都比较简单.难点在第(3)问,关键在于分析物体的运动过程,抓住两物体位移的关系.

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