Question

如圖所示，在高H=2.5m的光滑、絕緣水平高臺邊緣，靜置一個小物塊B，另一帶電小物塊A以初速度v₀=10.0m/s向B運動，A、B 的質量均為m=1.0×10^-3kg。A與B相碰撞后，兩物塊立即粘在一起，并從臺上飛出后落在水平地面上。落地點距高臺邊緣的水平距離L=5.0m.已知此空間中存在方向豎直向上的勻強電場，場強大小E=1.0×10³N/C（圖中未畫出）假設A在滑行過程和碰撞過程中電量保持不變，不計空氣阻力，g=10m/s²。求：
（1）A、B碰撞過程中損失的機械能。
（2）試說明A帶電的電性，并求出其所帶電荷q的大小。
（3）在A、B的飛行過程中，電場力對它做的功。

Answer 1

解：（1）設A、B剛粘在一起時的速度為v，對于A、B兩物塊的碰撞過程，根據動量過恒定律有：　　　　　解得
A、B碰撞過程中損失的機械能為
（2）A、B碰后一起做勻變速曲線運動，設加速度為a，經時間t落至地面，則有水平方向：
    解得
因a<g，表明A、B所受電場力方向豎直向上，因此A帶正電
對A、B沿豎直方向的分運動，根據牛頓第二定律有
解得q=1.0×10^-5C
（3）A、B飛行過程中，電場力做的功為  解得：W=－2.5×10^-2J

解析