如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有两个静止的小球A和B,B在桌边缘,A和B均可视为质点,质量均为m=0.2kg,A球带正电,电荷量q=0.1C,B球是绝缘体不带电

如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有两个静止的小球A和B,B在桌边缘,A和B均可视为质点,质量均为m=0.2kg,A球带正电,电荷量q=0.1C,B球是绝缘体不带电

题型:不详难度:来源:
如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有两个静止的小球A和B,B在桌边缘,A和B均可视为质点,质量均为m=0.2kg,A球带正电,电荷量q=0.1C,B球是绝缘体不带电,桌面距地面的高h=0.05m.开始时A、B相距L=0.1m,在方向水平向右、大小E=10N/C的匀强电场的电场力作用下,A开始向右运动,并与B球发生正碰,碰撞中A、B的总动能无损失,A和B之间无电荷转移.求:

(1)A经过多长时间与B碰撞?      
(2)A、B落地点之间的距离是多大?
答案
(1)(2)
解析

【错解分析】本题的易错点在于学生不能够将碰撞问题、平抛运动问题从复杂背景中分析清楚,所以思维上往往容易混乱,无从下笔。
【正解】(1)解:A在电场力作用下做初速度为零的匀速直线运动、,设加速度大小为a,经过
时间t与B发生第一次碰撞,则
       ⑴
     ⑵
       ⑶
   ⑷
(2)设A球与B球发碰撞前速度为vAl,碰撞后A球速度为vA2,B球速度为vB2,则
   ⑸
     ⑹
由动量守恒得:       ⑺
根据题意:     ⑻
解得:      ⑼
………⑽
即A球与B球发碰撞后,B做平抛运动,A在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做初速度为零的匀加速运动,A球与B球运动时间相等,设时间为t1,在这段时间内A、B在水平方向发生的位移分别为sA和sB,则
      ⑾
       ⑿
     ⒀
   ⒁
A、B落地点之间的距离:      ⒂
    ⒃
【点评】建立在电场背景下的运动问题其本质仍然是运动问题,所以处理这类问题时,要坚定信念,不要被复杂的背景知识所蒙蔽,抓住某种运动的受力特征和运动特征进行处理,过程分析明确就可以。
举一反三
如图所示,一质量M=1.0kg的砂摆,用轻绳悬于天花板上O点。另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01kg、速度v=4.0m/s的小钢珠。现将砂摆拉离平衡位置,由高h=0.20m处无初速度释放,恰在砂摆向右摆到最低点时,玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆,二者在极短时间内达到共同速度。不计空气阻力,取g =10m/s2

(1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间,砂摆的速度大小v0
(2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间,砂摆的速度大小v1
(3)第一颗小钢珠射入后,每当砂摆向左运动到最低点时,都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆,并留在砂摆中。当第n颗小钢珠射入后,砂摆能达到初始释放的高度h,求n
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2005年7月4日13时52分,美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔1号彗星,这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现1×10-7 m/s的改变.探测器上所携带的重达370 kg的彗星“撞击器”将以3.6×104 km/h的速度径直撞向彗星的彗核部分,撞击彗星后融化消失.根据以上数据,估算一下彗星的质量是多少?(保留两位有效数字)
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(4分) 一质量为0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg的另一大小相等的小球B发生正碰,碰撞后它以0.2m/s的速度反弹。求(1)原来静止小球获得的速度大小;(2)碰撞过程中损失的机械能。
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一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后炮艇的速度为v′,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是
A.Mv0=(Mm)v′mv   B.Mv0=(Mm)v′m(vv0)
C.Mv0=(Mm)v′m(vv′)   D.Mv0Mv′mv

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满载砂子的总质量为M的小车,在光滑水平面上做匀速运动,速度为。在行驶途中有质量为的砂子从车上漏掉,则砂子漏掉后小车的速度应为:(  )
A.B.C.D.

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