如圖所示,距離為L的兩塊平行金屬板A、B豎直固定在表面光滑的絕緣小車上,并與車內(nèi)電動勢為U的電池兩極相連,金屬板B下開有小孔,整個裝置質(zhì)量為M,靜止放在光滑水平面上,一個質(zhì)量為m帶正電q的小球以初速度v0沿垂直于金屬板的方向射入小孔,若小球始終未與A板相碰,且小球不影響金屬板間的電場.

(1)當小球在A、 B板之間運動時,車和小球各做什么運動?加速度各是多少?
(2)假設(shè)小球經(jīng)過小孔時系統(tǒng)電勢能為零,則系統(tǒng)電勢能的最大值是多少?從小球剛進入小孔,到系統(tǒng)電勢能最大時,小車和小球相對于地面的位移各是多少?
(1)小小球做勻減速運動,加速度;小車做勻加速運動,加速度
(2)系統(tǒng)的最大電勢能為 ;小球位移為;小車位移為

試題分析: (1)小球以初速度v0沿垂直金屬板的方向從B板底部小孔射入,且恰好不與A板相碰,說明小球與電容器板間電場間存在作用力,使小球做減速運動,小車做加速運動,
小球做勻減速運動,加速度
小車做勻加速運動,加速度
(2)系統(tǒng)的電勢能最大時,小球相對小車靜止,設(shè)此時小車與小球的速度均為v.
由動量守恒得(m+M)v=mv0,解得
則系統(tǒng)的最大電勢能為

根據(jù)運動學公式得:
小球位移為

小車位移為
練習冊系列答案
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(1)求B車剎車后的加速度
(2)若B車剎車時A車仍按原速前進,請判斷兩車是否相撞?若會相撞,將在B車剎車后何時相撞?若不會相撞,則兩車最近距離是多少?
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B.小球運動的最大速度等于2
C.彈簧的勁度系數(shù)為mg/x。
D.小球運動中最大加速度為g

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(2)時物塊運動的瞬時速度的大小和方向;
(3)0~6s時間內(nèi)物塊運動的位移的大小和方向。

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