Question

如圖所示，在光滑的水平面上有質量為m的小車處于靜止狀態，車底板光滑絕緣，左右兩塊金屬板M和N豎直固定在車上，它們間的距離為d，分別接電壓為U的電源兩端，N接電源負極且接地．

(1)現有一可看作質點的帶正電荷q、質量為的物塊A放置在靠近M板的地方(與M板不接觸)如圖(甲)所示，釋放后，求當物塊穿過N板的小孔時刻物塊和車速度各是多大？
(2)如圖(乙)，若物塊從N板的小孔以速度射入靜止小車的兩板間，求物塊在兩板電場中的最大電勢能和小車達到的最大速度(物塊始終不與M板接觸)
 

Answer 1

（1）       
（2），

(1)設速度為，車m速度為，則有

　　解得

　　(2)當進入兩板間，與m速度相等為v時，電勢能W最大，則有

　　解得

　　當再穿出N板后車速度為最大，設速度為，車m速度為，則有

　　解得