题文
如图所示,匀强电场中沿电场线方向上依次有A、B、C三点,AB=BC=1.4m,质量m=0.02kg的带电小球甲以v0=20m/s的速度从A点向C点运动,经过B点时速度为3v0/4,若在BC之间放一质量也为m的不带电的小球乙,甲和乙碰撞后结为一体,运动到C点时速度恰好为0.若小球所受重力远小于电场力而可以忽略,小球在运动中只受电场力作用.求:
(1)碰撞中的机械能损失△E;
(2)碰撞前甲的即时速度v;
(3)碰撞后运动的距离s.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)甲球从A到B,由动能定理得:-qE•.AB=12m(3v04)2-12mv20;
从A到碰前过程:-qE•(2.AB-s)=12mv2-12mv20;
联立上两式得:v=10m/s
(2)碰撞过程,根据动量守恒得:mv=2mv1;
则得v1=0.5v=5m/s
碰撞过程中机械能的损失:△E=12mv2-12×2mv21
代入解得,:△E=0.5J;
(3)对于碰后运动过程,由动能定理得:-qE•s=0-12mv21;
代入解得 s=0.4m.
答:
(1)碰撞中的机械能损失为0.5J;
(2)碰撞前甲的即时速度为10m/s;
(3)碰撞后运动的距离为0.4m.
解析
.AB
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,匀强电场中沿电场线方向上依次有.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。






