Question

如图所示，在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘，静置一个小物块B，另一带电小物块A以初速度v₀=10.0m/s向B运动，A、B 的质量均为m=1.0×10^-3kg。A与B相碰撞后，两物块立即粘在一起，并从台上飞出后落在水平地面上。落地点距高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场，场强大小E=1.0×10³N/C（图中未画出）假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变，不计空气阻力，g=10m/s²。求：

（1）A、B碰撞过程中损失的机械能。

（2）试说明A带电的电性，并求出其所带电荷q的大小。

（3）在A、B的飞行过程中，电场力对它做的功。

Answer

 (1)2.5×J；（2）正电，C；（3）-2.5×J

【解析】

试题分析: 对于A、B碰撞过程，由动量守恒得：

m=2mV

解得  V=5m/s

故A、B碰撞过程中损失的机械能为△E=m-(2m) =2.5×J

碰后A、B从台上飞出后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，则  x=vt  解得：t=1s

由H＝a 得a=5m/s2＜g，故A应带正电．

根据牛顿第二定律得  2mg-qE=2ma

得 q==C

在A、B飞行过程中，电场力做负功，则W=-qEH=-××2.5J=-2.5×J

考点：动量守恒定律，匀变速直线运动的位移与时间的关系，机械能守恒定律．