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在电场强度为E的匀强电场中,有一条与电场线平行的几何线,如图中虚线所示.几何线上...

在电场强度为E的匀强电场中,有一条与电场线平行的几何线,如图中虚线所示.几何线上有两个静止的小球A和B(均可看作质点),两小球的质量均为m,A球带电荷量+Q,B球不带电.开始时两球相距L,在电场力的作用下,A球开始沿直线运动,并与B球发生正对碰撞,碰撞中A、B两球的总动能无损失.设在各次碰撞过程中,A、B两球间无电量转移,且不考虑重力及两球间的万有引力.问:
(1)A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞?
(2)第一次碰撞后,A、B两球的速度各为多大?
(3)请猜测在以后A、B两球再次不断地碰撞的时间间隔会相等吗?并对猜测的结论进行论证.如果相等,请计算出时间间隔T,如果不相等,请说明理由.

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(1)对小球A进行研究,根据牛顿第二定律和运动学的公式求解 (2)由动量守恒和机械能守恒列出等式求解 (3)第二次碰撞后,分析物体的运动,由位移关系求解. 【解析】 (1)对小球A进行研究,根据牛顿第二定律和运动学的公式有, QE=ma① L=at2 ② 解①②得t=③ (2)由动量守恒得,mv=mv1+mv2 ④ 又由碰撞的过程中无机械能损失,得mv2=mv12+mv22,⑤ 其中v1为A碰撞后的速度,v2为B碰撞后的速度   解④⑤得,v1=0,v2=v  ⑥ 又由动能定理,mv2=QEL   ⑦ 故v1=0,v2=⑧ (3)由(2)可知,A、B两球碰后速度交换, 故at22=v2t2, ∴t2=, 第二次碰撞后A球速度为v2,B球速度为v3,所以v3=at2=2v2, 由位移关系得v2t3+at32=v3t3, ∴t3=,⑨ 依此类推,得vn-1tn+atn2=vntn, 得tn=,所以T==2,故间隔相等. 答:(1)A球经过时间与B球发生第一次碰撞. (2)第一次碰撞后,A、B两球的速度各为v1=0,v2=. (3)A、B两球再次不断地碰撞的时间间隔相等.
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考点分析:
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(1 )磁感应强度B的大小;
(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v的可能值.manfen5.com 满分网
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  普通客车 快客汽车 火车
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10:30
14:30
 8:00
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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