Question

如图所示，长为2L的板面光滑且不导电平板小车C放在光滑水平面上，车的右端有块挡板，车的质量m=4m，绝缘小物块B的质量m_B=2m，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以的速度反弹回来，B向右运动，求：

　　（1）匀强电场的场强大小和方向；

　　（2）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?

　　（3）A从第一次与B相碰到第二次与B相碰的这个过程中，电场力对A做的功．

Answer

（1）方向水平向右

（2）A第二次与B相碰必在B与C相碰之后  

（3）

【解析】（1）对金属块A，用动能定理得：

      （1）    2分

所以电场强度大小：    2分   

方向水平向右   2分

   （2）A、B碰撞，由系统动量守恒定律得：

  （2）       2分

所以 

B碰后做匀速运动，碰到挡板的时间为：

     （3）    2分

A的加速度：

A在tB段时间的位移为

   （4）   3分

因，故A第二次与B相碰必在B与C相碰之后  1分

   （3）B与C相碰，由动量守恒定律可得

    （5） 3分

A从第一次相碰到第二次与B相碰的位移为L，因此电场力做的功为：

     （6）    3分