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质量均为m的两个小物体A和B,静止放在足够长的水平面上,相距L=12.5m.它们...

质量均为m的两个小物体A和B,静止放在足够长的水平面上,相距L=12.5m.它们跟水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,其中A带电荷量为q的正电荷,与水平面的接触是绝缘的,B不带电.现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场,场强E=manfen5.com 满分网,A便开始向右运动,并与B发生多次对心碰撞,碰撞过程时间极短,每次碰撞后两物体交换速度,A带电量不变,B始终不带电.g取10m/s2manfen5.com 满分网
试求:
(1)A与B第1次碰撞后B的速度大小;
(2)A与B从第5次碰撞到第6次碰撞过程中B运动的时间;
(3)B运动的总路程.
(1)由牛顿第二定律结合运动学公式,可求出A与B第1次碰撞后B的速度大小; (2)由牛顿第二定律可求出物体B的加速度,加之每次碰撞后两物体交换速度,从而根据运动学公式可求出第5次碰撞到第6次碰撞过程中,碰后B运动的时间; (3)经过无数次碰撞,最终A、B停在一起;每次碰撞交换速度,说明碰撞过程无机械能损失,设B运动的总路程为x,根据能量守恒定律即可求解. 【解析】 (1)对A,根据牛顿第二定律 Eq-μmg=maA,解得加速度aA=1m/s2 根据公式  解得A与B碰前速度vA=5m/s 碰撞交换速度,第1次碰后,A的速度为0,B的速度 vB1=vA=5m/s. (2)对B,根据牛顿第二定律 μmg=maB,解得加速度大小aB=2m/s2 每次碰后B作匀减速运动,因其加速度大于A的加速度,所以B先停,之后A追上再碰, 每次碰后A的速度均为0,然后加速再与B发生下次碰撞.     第1次碰撞:碰后B运动的时间  第2次碰撞:碰前A的速度为vA2,则  xB1为第1次碰后B的位移,则  由以上两式得  碰后B的速度  碰后B运动的时间  以此类推,第5次碰撞后B运动的时间  (3)经过无数次碰撞,最终A、B停在一起;每次碰撞交换速度,说明碰撞过程无机械能损失,设B运动的总路程为x,根据能量守恒 Eq(L+x)=μmg(L+x)+μmgx 解得  x=12.5m                          答:(1)A与B第1次碰撞后B的速度大小为5m/s; (2)A与B从第5次碰撞到第6次碰撞过程中B运动的时间为0.625s; (3)B运动的总路程为12.5m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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